锂电回收方式介绍

关于退役的动力锂电池，目前重要有两种可行的处理方法：其一是梯次利用，即将退役的动力锂离子电池用在储能等其他领域作为电能的载体使用，从而充分发挥剩余价值；其二是拆解回收，即将退役电池进行放电和拆解，提炼原材料，从而实现循环利用。目前仅有磷酸铁锂离子电池可以通过梯次利用发挥剩余价值，三元材料的电池仍以拆解回收为主。

锂离子电池回收方式及流程

(1)初次利用

当动力锂电池性能下降到原性能的80%时，将不能达到电动汽车的使用标准，但其依然具备在储能系统，尤其是小规模的分散储能系统中继续使用的条件，比如平抑、稳定风能、太阳能等间歇式可再生能源发电的输出功率，执行削峰填谷、减轻用电负荷供需矛盾，满足智能电网能量双向互动的要求等。此外，退役动力锂离子电池还可以用于低速电动交通工具，比如电动自行车、电动摩托车等。

铁塔基站储能电池需求巨大，符合梯次利用电池大规模使用特点，将成为梯次利用电池重要的应用领域。2018年一月四日，我国铁塔公司与长安汽车、比亚迪、银隆新能源、沃特玛、国轩高科、桑顿新能源等16家公司，签订了新能源汽车动力蓄电池回收利用战略合作伙伴协议。我国铁塔公司目前试点范围已扩大到12省市，已建设了3000多个试验站点，涵盖备电、削峰填谷、微电网等各种使用工况。

梯次利用在储能中的应用

通信基站储能电池需求巨大，可吸纳绝大部分的废旧动力锂离子电池。根据智研咨询的预测，2017年全球移动通信基站投资规模有望达到529亿元，同比新增4.34%；2016年，我国移动、我国电信和我国联通的4G基站建设数分别达30万、29万和21.6万，每年存量电池的更换和新建基站出现的电池需求量庞大。长期来看，梯次利用不仅能够实现退役动力锂电池的再利用，更加有望引导新能源利用模式的发展。

（2）拆解回收

在对废锂离子电池进行了放电、拆解等预处理之后，根据回收过程所采用的的重要关键技术，可以将废锂离子电池的资源化处理过程分为物理法、化学法和生物法三类。

物理法包括火法、机械破碎浮选法、机械研磨法、有机溶剂溶解法及水热溶解沉淀法等。其中火法又称干法，是最常用的物理回收方法，其重要通过高温焚烧分解去除起粘结的有机物，以实现锂离子电池组成材料间的分离，同时可使电池中的金属及其化合物氧化、还原并分解，在其以水蒸气形式挥发后，用冷凝方法等将其收集。火法工艺简单，可有效去除电池中的电解液、粘结剂等有机物质，但操作能耗大，而且假如温度过高，铝箔会被氧化成为氧化铝，造成价值降低和收集困难。同时关于高温燃烧出现的废气，也要研究相应的对策防止其污染环境。

化学法（又称湿法）是在拆解破碎锂离子电池之后，先用氢氧化钠、硫酸、硝酸、双氧水等化学试剂将锂离子电池正极中的钴、锂、铝等方法来净化、分离、提纯钴、锂等金属元素。由于使用盐酸浸出金属离子时，会在反应中生成有害的氯气，因此目前使用较多的浸出体系是硫酸与双氧水的混合体系。针对酸浸后的浸出液，可采用沉淀法、萃取法、盐析法、电化学法等方式实现金属离子的提纯。

化学法相比较较成熟，回收率高于物理法，但一般得到的是金属氧化物，并不能直接用来作为锂离子电池正极材料，后续利用回收得到的金属氧化物制备正极材料工艺比较复杂，成本较高。

比较两者工艺流程可以发现，物理法能够直接回收正极材料、负极材料电解液、隔膜，只需经过简单处理后即可用于锂离子电池的再生产，但此法要求至少废锂离子电池所用的正负极材料、电解液一致。然而现实中动力锂离子电池正极材料众多，高能量密度的三元材料也可根据自身成分比例不同分为811、522、111等多种型号，因此目前物理法尚未得到商业化推广和使用，行业普遍采用技术相对成熟的化学法。