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目前,中国是世界上最大的新能源汽车市场。随着电动汽车的关键部件电池的使用寿命逐渐到期,动力电池的报废量也在增加。 2014年,中国销售了7万辆电动汽车。2015年,这一数字达到30万辆。到2016年达到500,000辆;2018年,这一数字达到105.3万。 2018年,宁德时代和比亚迪的电池装机容量分别为23.43千兆瓦时和11.43千兆瓦时;分别是。2019年上半年,宁德时代和比亚迪电池的装机容量分别为13.85千兆瓦时和7.36千兆瓦时。 预计到2020年,中国对汽车动力电池的需求将达到125千兆瓦时,报废电池数量将达到32千兆瓦时,报废电池的转化质量将达到50万吨左右;到2030年,废弃动力电池的数量将达到101千兆瓦时,废弃动力电池的数量将达到116万吨 目前,废旧动力锂离子电池的回收主要有两种方式,一种是梯次利用,另一种是拆解回收。 锂电池回收企业主要回收三元正极材料。此外,一些小企业主要回收磷酸铁锂正极材料,但技术水平相对较低。 容量低于50%且不能连续使用的电池只能拆卸和回收。 此外,用于梯队的废电池也应该拆解和回收。 对于正极材料约占成本40%的锂离子电池,应考虑回收正极材料。 锂离子电池根据其正极材料可分为两种类型:磷酸铁锂和三元材料。磷酸铁锂由于其安全性和可回收性,主要用于公共汽车和汽车。三元电池由于体积能量密度大,主要用于汽车,两种电池的市场份额约为45%。 由于磷酸铁锂的早期发展,目前磷酸铁锂电池的使用量较大。 在回收方面,国内主要的专业回收公司主要回收三元阳极材料。 然而,磷酸铁锂含有约4%的锂,即170千克转化为碳酸锂,即170千克碳酸锂可从1t磷酸铁锂粉末中回收。因此,锂和铝主要从磷酸铁锂极片中回收。 目前,我国一些小企业主要回收磷酸铁锂。由于技术原因,小企业锂回收率约为85%,可回收碳酸锂约140公斤。 此外,磷酸铁锂的主要成分是磷酸铁,不能回收和丢弃,造成资源浪费。 目前磷酸铁锂正极材料的回收技术主要存在以下问题:成分未回收、酸碱消耗量大、成本高、废水排放等。 废旧锂离子电池不经处理直接熔入合金熔炼炉,合金进一步溶解,分离提纯后得到高纯度的镍和钴化合物;冶炼过程中产生的有害气体经后续净化处理后排放,主要用于镍氢和废弃钴酸锂电池的处理。 烟火工艺简单易操作,对各种废电池有普遍的效果,但处理过程长,有价金属综合回收率低。 目前,国内主流工艺路线是湿法处理路线,主要回收废旧锂离子电池正极材料中的有价金属。 湿法工艺需要对电池进行预处理,以获得废电池正极材料粉末。用无机酸浸出阳极中的金属离子,使金属离子进入溶液,然后通过沉淀、萃取、盐析、离子交换、电化学等方法进一步分离提纯钴、镍、锂等金属元素化合物。 在实际工业生产中,浸出过程中经常使用盐酸、硫酸和硝酸浸出阳极材料中的有价金属,同时加入氧化剂。氯酸钠通常用作盐酸浸出的氧化剂。 目前,电池企业主要采用湿法回收三元正极材料中的废锂和有价金属。 我国废旧动力锂离子电池的回收还处于起步阶段。在工业上,阴极材料中的有价金属主要通过湿法回收,通过无机酸溶解和萃取分离获得的金属化合物作为产品出售。 骨干锂电池回收企业主要回收三元正极材料。一些小型企业已经开展了磷酸铁锂正极材料回收的工业生产,但只有正极材料中的锂被回收。技术水平低,生产成本高。 因此,为了保证废旧锂电池的全面综合回收和再利用,有必要对负极、电解液、隔膜等方面进行研究,实现产业化。 特别是在拆解方面,有必要重点研究实现废旧锂离子电池有价成分的物理分离,降低回收成本,确保锂离子电池产业的可持续发展。

来源:国土报中文版

标题:2030年废弃的101千兆瓦动力电池

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