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废旧锂离子材料及电解液回收再利用
2016-10-29 12:59:00
关键词:动力电池应用国际峰会电池应用国际峰会

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图为哈尔滨工业大学教授戴长松老师做会议演讲


  为了帮助企业客观分析2016年动力电池行业运行情况,正确把握行业发展趋势,加大动力及储能电池的开发应用,由中国化学与物理电源行业协会和电池中国网联合主办,双登集团股份有限公司、壹能(北京)网络科技有限公司共同承办的“2016年第五届中国电池市场年会暨2016年第一届动力电池应用国际峰会、2016年第二届中国电池行业智能制造研讨会”于11月14日在北京拉开帷幕。本次年会聚集了来自政府主管部门领导、知名科研机构专家、新能源汽车动力电池产业链上中下游的企业家、投资机构代表以及媒体记者等500多人参会。

  在本次会议上,哈尔滨工业大学教授戴长松老师做了题为《废旧锂离子材料及电解液回收再利用》的专题报告,以下是根据速记整理的内容,未经本人审核,仅供参考。

  戴长松:谢谢组委会,也谢谢大家,这么晚听我把我们的工作给大家汇报。我们的题目是“锂电池材料与电解液的回收再利用”。我准备分这样几个方面给大家汇报一下:

  第一,背景。

  第二,锂电池资源化再利用技术的发展动态。

  第三,单一动力电池如何回收。

  第四,混合型的动力电池放到一起如何回收。

  第五,电解液回收再利用。

  第六,结语。

  当前大家谈到锂电池的回收离不开大的背景,大的背景就是锂电池的应用越来越多,原因就是和其他电池相比锂电池具有更高的比能量,当然当前大的背景也不能脱离,大的背景就是化石能源即将枯竭,环境污染越来越严重,这种情况下,迫使人们一定想到了达成共识,世界各国人民已经达成共识,发展电动车,这个过程中电池的用量也会越来越大,在这样的一个背景下电池有一定的寿命,数码类的电池可能是2到3年,动力电池是5到6年也好、8到10年也好,总之有一定的寿命,寿命宗旨的时候一定会面临着资源,要么是资源回用,要么解决环境的问题,这个问题都非常严重的摆在人们的面前。国家也出台了相应的一些政策,关于动力坚持回收利用的一些政策,都值得大家关注。

  下面我介绍一下国内外关于动力电池回收利用的一些工艺,有的工艺路线图和李老师选的是一样的。这个路线图是托斯寇公司率先搞的,针对的是锰酸锂电池做的一个回收路线图,路线图要把电池在低温下冷冻,冷冻之后低温粉碎,粉碎之后溶酸、溶碱,然后以碳酸锂的形式得到。这是美国的公司,他们采用的方法。还有我们国家的泰力,他采用了液相的方法,他在液相中又采用了浸取剂,

  我们认为我们未来要搞规模化的锂电池回收再利用一定要考虑下面的问题,除了金属的回收之外,电解液的回收大家一定要重视,因为电解液中有很多含氟的化合物,六氟磷酸锂,如果你不处理,到了环境中一定会给环境造成很大的污染。

  我们下面介绍了单一的磷酸铁锂电池的回收路线,我们的回收路线是这样的,把电池预放电,把电池进行开口或者是粉碎,我们把开口或者粉碎的电池放到所谓的超临界萃取中,通过超临界处理将有机电解液萃取,所谓超临界就是二氧化碳气体在一定温度下使二氧化碳成为超临界体,超临界体可以很方便的改变它的温度、压力,让它重新变成气体,在这个过程中它就把有机物带出来的,我们的结果可以实现95%以上的电解液的回收,我们就是采用传统的溶解产点的方法,再合成磷酸铁锂,我们想到的和现在磷酸铁锂生产路线更接近的路线,现在多数人生产磷酸铁锂就是买到纳米级的磷酸贴合碳酸锂混到一起。这是我们经过优化的工艺我们制备出来纳米的磷酸锂,然后我们再制备成磷酸铁锂。

  关于磷酸铁锂的回收我们想到,也可以和磷酸钒锂一起回收,磷酸钒锂这个材料在2015年年底被国家在《产业关键共性技术发展指南》中列举了发展动力电池的关键材料,也值得大家关注,它的低温性还是迄今为止所有的材料中最好的。我们可以做成一定摩尔数的磷酸铁锂和磷酸钒锂的复合材料,这个复合材料不是简单的磷酸铁锂和磷酸钒锂的物理混合。

  关于混合的动力电池的回收我们要介绍一下,我们能想到的锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池,未来如果我们作为一个社会的回收公司,可能会面向各种各样的动力电池,所以混合的动力电池如何回收,我们回收大致的路线,也是将电池开口,把电解液采用同样的方法把电解液进行回收处理,然后采用专业的技术,去除可能带进来的杂质,比方说锂离子、铜离子、铁离子,控制杂质离子的量,然后我们制备出三元前躯体,当然三元前躯体根据我们要制备的三元材料不同,我们可以选择1:1:1的。我们举了一个例子,做成了1:1:1的三元材料,电化学性能可以和商品化的三元材料媲美。此外在这个基础上我们也制成了锰基富锂的三元材料,掺杂特殊的金属,特点性能。

  要说一说电解液的回收利用,和别人做的工作不一样的,因为锂电池电解液的量用的越来越多,而且电解液的处理又不被大家重视,原因就是有点处理不讨好的味道,因为比较麻烦,可能带来的附加值又很低。从电池材料的成本算,大概电解液占整个电池成本的10%左右,9.24%,从这个情形来看,无论是从它的价格成本还是污染型,锂电池电解液的回收再利用都是值得大家再关注的事。电解液的成份我就不说了,包括了有机溶剂、成本添加剂。它的危害这上面列了,我也不说了,特别是氟,合成物质之后腐蚀性是比较强的。危害也比较大,比如电解液在自然环境中可以形成有机磷酸盐等等,危害是比较大的。整个电池来看大致可以分成火法、湿法、生物法,多数人不注重电解液的回收,所以电解液要在活法跑到空气中,如果所谓液相法,就变成了放在处理液中,最后还要进行处理。

  能够想到的电解液的回收技术有三类,一类是有机溶剂萃取,还有真空热解法,还有二氧化碳超临界萃取法,这三种方法,二氧化碳超临界萃取方法缺点就是设备一次性投资大,但是优点是萃取利用率高,得到的电解液可以再次利用,并且由于整个电解液的价值和超临界设备运行过程中运行成本低、温度和压力大。我们现在发展到已经能够把它优化成跨临界,不用超临界状态,提高它的性能。这是大致的过程,我们加了二氧化碳,温度压力让它形成超临界的状态。也优化了回收处理的工艺,温度、压力、时间。我们也对比了萃取前的化合物情景,和萃取后的化合物情景,我们发现萃取前后这个成份的变化不大,就是说萃取之后产品我们可以再次利用。我们也要经过一定的处理,处理之后这个电解液的性能和新的电解液相比略有一些差的,但是和低端的相比列有应用。这是新旧电解液对比。

  我们完成的项目过程中,我是2010年承担这个环保项目,2012年给国家写过政策报告,我们也做了关于废旧锂电池回收再利用的技术规范,还有标准的草案。这个项目也通过了政府部门的验收。我们也对它进行了经济效益的分析。

广西快3APP下载  现在形成了这样一些成套的技术,关于磷酸铁锂电池,包含电解液如何回收再利用,还有三元材料包含电解液成套的回收再利用技术,各种混合动力电池,各种各样的动力电池混合到一起如何回收再利用,数码类的锂电池和动力类的锂电池混到一起如何回收再利用,这样一些技术。也得到了相应政府部门的资助,我们也在寻找有实力的大的电池公司跟我们合作,共同来完成我们的任务。

  一个简单的结语,从当前的情形看,动力电池发展这么快,所以动力电池的回收,特别是电解液的回收一定要引起大家的注意和重视,这个过程中我们每个人,包括电池的生产者、使用者、销售者、经销商、地方政府、国家,每个环节都应该承担起自己的责任,共同尽到保护环境的义务。

  谢谢大家!


作者: 戴长松      稿件来源: 电池中国网
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