废旧动力磷酸铁锂电池回收意义

时间： 2024-06-25 来源：格瑞普官网

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根据中国汽车工业协会的调查报告，2015年，我国新能源汽车的产量和销量分别为34.05万辆和33.11万辆，同比分别增长3.3倍和3.4倍。016年，我国新能源汽车的销售量已达到50.7万辆，同比增长超过50%。

这意味着动力电池的需求量也在不断增加，而电池具有一定的使用寿命，大量增长过后会产生大量的废旧动力电池，2015年我国废旧电池的报废量大约为2万t至4万t，而废电池的回收率只有2%左右。据汽车研究中心的预测，2020年我国废动力电池的报废量将达到12万t至20万t。因此，非常有必要对废旧磷酸铁锂动力电池进行安全有效的资源化回收处理，在实现节能效环保的同时还能获得显著的经济效益。

图 1

由于磷酸铁锂动力电池具有比能量高、循环寿命长、安全性能好等优点，因此被广泛使用在各种电动汽车上，而磷酸铁锂动力电池的平均使用寿命大约为3年，因此，大量生产的背后，意味着每年都会有大量的废弃磷酸铁锂电池产生。

磷酸铁锂动力电池组成主要包括正极片、负极片、电解液和隔膜等。正极片的制作是通过将磷酸铁锂、导电剂、粘结剂和乙炔黑等按一定比例进行混合，再涂于铝箔上制成，负极则主要由活性炭材料和粘合剂混合后涂于铜箔上制成，电池中的电解液主要由有机溶剂和电解质锂盐组成，隔膜主要是聚烯烃微孔膜。

废旧电池经拆解后主要可以获得金属外壳、铝箔片、铜箔片、塑料隔膜，金属外壳和塑料隔膜被统一回收专业化处理，而铝箔片和铜箔片则通过不同的处理手段进行不同的资源化回收利用。

同时，在对废旧磷酸铁锂电池电极片进行处理前，需要根据它内部的组成特性进行相应的前期预处理，主要包括对电池残余电量进行放电、电池拆解及金属外壳破碎等。

在进行放电处理时，对不同种类的电池采用不同的处理方法，对含电量少的小型电池可以通过浸泡电解液短路的方法来使电池失活。而对像动力电池这种中大型电池，因其残余电量可能比较大，通常是采用放电设备先进行放电处理，待电量耗尽后再对电池进行拆解；在工业规模的回收企业中，通常采用液氮产生的低温条件下对废电池进行处理，使其失活后再进行拆解处理。

目前实验室试验往往是直接手工拆解分出正负极片，再分别进行回收处理。此外，有学者采用先将电池进行整体粉碎的方法，待完全粉碎后依据电池组成材料物理特性的不同再进行分离。

隔膜由于具有质量轻的特性，通过风力摇床或浮选的方法可以将隔膜与电池其他材料进行有效分离。

目前，对废旧磷酸铁锂动力电池的回收处理研究主要集中在磷酸铁锂正极片上，在获得磷酸铁锂粉体前需要对正极片进行前期处理，一般采用有机溶剂溶解粘结剂、高温烧结、溶解电极片上铝箔等方法得到磷酸铁锂活性材料，然后对其进行下一步回收。常用回收技术大致可分为：湿法回收、火法回收和生物浸出回收。