CTM电池资源回收中的问题与对策探索

CTM电池资源回收中的问题与对策探索

伴随着当时全球范围内的动力转型升级，碳减排要求得到了继续提高，新动力轿车替代传统的燃油轿车已成为了今后轿车职业的重点方向，也归于我国顺畅达到“双碳”目标和经济可继续开展的要害性战略。在轿车电动化的时代背景下，锂电池的使用和需求进一步增加。当时废旧锂电池收回中存在必定的问题，需要提出相关的对策建议。

要害词：锂离子电池；资源收回；优化对策

前言

近年来，各级政府办理部分频发方针，鼓励新动力机车规模化替代使用。一起，对电池的收回方面，也发布了系列方针、规范，不断建立完善动力蓄电池收回使用系统与全生命周期的资源办理系统，促进电池收回使用职业健康有序开展。电池收回使用，被视为动力绿色开展的“最后一公里”。从资源视点，电池中含有很多的钴、镍、锂等宝贵金属，收回使用电池可发生很大的经济效益；从环境保护视点，电池中含有的氟化物电解质等物质，如果处理不当，可能形成环境污染和人体损害；从社会效益视点，可缓解宝贵金属对国外资源的依赖，促进新动力轿车工业的健康可继续开展。

1.概述

1.1锂电池开展历史与现状

20世纪70年代初，斯坦利·惠廷厄姆在开发榜首块功用性锂电池时，使用了锂的巨大动力来开释其外层电子。约翰·古迪纳夫将锂电池的潜力翻了一番，为更强大和更有用的电池发明了适宜的条件。吉野彰成功地从电池中去除纯锂，而完全以锂离子替代，而后者的安全性远远优于纯锂，使得锂电池得以走向实际使用。早在1992年，钱学森院士给邹家华副总理的信就说到“我国轿车工业应跳过用汽油柴油阶段，直接进入减少环境污染的新动力阶段。美国、日本、西欧都在安排各自技能力量攻高效蓄电池，方案开宣布蓄电池轿车，其具有显著的可行性。”然而，由于各种原因，我国的轿车工业仍是按照传统路线开展。直至2009年才连续有不少电动轿车上市，2016年，很多电动轿车开始走向市场，2022年2月打破1000万辆，2023年7月打破2000万辆。

1.2技能规范

电池收回使用包含梯次使用和再生使用两个层次。梯次使用是指退役电池进行查验检测、分类、拆分、电池修复或重组为梯次产品，使其可使用至其他范畴；再生使用是指对退役电池进行拆解、破碎、别离、提纯、冶炼等处理，提取退役电池中的锂、钴、镍等金属资料，从头用于电池生产的进程。一般来讲，对余量较高的电池直接进行再生使用是一种巨大的糟蹋，应遵从先梯次使用后再生使用的准则，下降归纳能耗，提高动力使用功率，提升归纳使用水平与经济效益[5]。现在，电池收回使用国家规范可分为通用规范、梯次使用、再生使用与办理规范四大类，安徽、江苏、广东等地发布了电池收回使用拆解、放电、收回使用等技能规范

1.3　工业化技能

通常磷酸铁锂的电池容量衰减速度远低于三元锂电池，一起磷酸铁锂不含镍钴锰等贵金属元素，使得全体收回价值偏低。但由于有循环次数多的长处，进行梯次使用是磷酸铁锂更好的使用方式。三元锂中含有稀有的贵金属，其拆解收回的价值比磷酸铁锂更高，一起三元锂电池循环次数低，更适合再生使用[6]。

2.废旧锂电池收回中存在的问题

从当时废旧锂电池收回使用全体视点来看，其依旧是处在示范性使用阶段，梯次使用和再生使用的配套技能和工艺存在着支撑缺乏的情况。比如说在模块拆解环节进程中，仍旧是以人工作为重点，拆解设备自动化程度相对不高。在废旧锂电池检测和挑选方面，由于废旧锂电池所述的类型、尺度以及来历有罪差异，电池缺少一致性，并且一次使用阶段的BMS数据无法精确掌握，然后令技能要求和经济本钱随之相对较高。与此一起，锂电池规范系统和梯次在使用范畴、场景等方面的联接较差，由此令锂电池常在不同寿数周期转变期间，受到严重的阻碍，无法真实完成大规模的商业化使用。而从再生使用阶段来看，物理法收回功率往往过低，简单带来环境污染问题，生物浸出法依旧是停留在实验室研讨层面，而关于主流的湿法收回来看，其工艺流程比较繁琐，能耗以及本钱均相对较高，在低温燃烧的情况下，简单形成空气污染，酸碱萃取所导致的危废问题迫切需要得到解决。

3.电池资源收回与处理对策

3.1锂电池的拆解

拆解收回退役动力锂电池，是完成循环使用的首要环节，首要用于对电池有价组分进行安全有用别离。经过放电设备将电池剩下电量降至安全水平，然后选用物理或机械方法（如切割、破碎、挑选等）将电池拆解为电池单体。对电池单体进行更深入的分解，然后区分出正极、负极、隔阂以及电解液等多个部分。

3.2锂电池中有价金属的收回技能

锂电池有价金属收回，不只关系到环保，并且也是资源循环使用进程中至关重要的一步，收回功率与收回进程中经济价值及环境效益直接相关。职业界开发了各种收回技能以迎候这一应战，其间湿法冶金技能可以经过浸出，沉淀及置换等精细化学操作完成废旧电池有价金属的有用收回，但火法冶金技能是在高温环境下选用熔炼、复原的工艺来收回有价金属。伴随着生物技能的开展，微生物法逐渐成为收回范畴中的一颗新星，其使用微生物天然代谢功用为收回进程的研讨提供一种新思路。这几种方法各有特点，各有其长处和局限性，实际使用时需从电池类型，金属含量和本钱效益几个方面进行考量，并选择最适宜的收回技能。

3.3锂电池资料的再生与再使用

退役动力锂电池再生使用具有重要价值，正极资猜中存在有价值的有价金属，经收回处理可再次使用于新式锂电池正极资料的制备，有利于下降稀有金属需求量和生产本钱。负极资猜中碳资料可使用于超级电容器和碳纤维的制备，扩大使用范畴和提高资源使用功率。隔阂资料可选用熔融再生和溶解再生两种方式进行收回，以下降新资料需求量，下降生产本钱和减小环境影响。电解液中有机溶剂及锂盐还可经蒸馏、萃取收回，下降资源糟蹋及环境污染。完成退役动力锂电池收回，既有利于资源循环使用又能减少自然资源开采、保护环境和可继续开展。

3.4锂电池的梯次使用技能

梯次使用被视为一种高功率的资源使用策略，它经过将已退役的动力锂电池转换为其他功用，然后最大化其潜在价值。从电池功能等级上看，退役电池可用于储能系统，备用电源和移动电源中，并在社会各范畴提供可靠动力支撑。梯次使用时，电池的功能评估、从头组合、办理与维护非常要害，才能确保电池在新式使用场景下安全安稳运行，其间包含电池的严格检测与实验、电池可用性与适用性的判定、以及确保电池功能与安全的必要措施。

结束语

当时废旧锂电池收回归于一件彰显公益性质的重要工作。由于其本身具有的典型特征，意味着国家和政府应为完成废旧锂电池收回而肩负起相关的职责;虽然国内废旧锂电池职业存在着一系列的问题，但是大众和政府相关部分均现已关注到其重要性，相关部分应进一步强化锂电池全生命周期溯源监测力度，倡议有关企业和职业协会一道尽力，经过线上线下协同的方式，催促各有关主体执行其职责，做到所有的锂电池来历可查、去向可追以及节点可控等，从而高效促进工业良性循环与可继续开展。