深圳处理废旧电池 废旧电池如何处置

随着电动汽车的普及,废旧锂离子电池也开始爆发。相关数据显示,2020年我国废旧锂离子电池约50万吨,到2030年,全球废旧电池年产量将达到200万吨。虽然电池可以回收利用,但大多数最终都会被填埋。欧盟废旧电池的回收率为5%,那么电池污染有多严重,如今有哪些回收方式,如何改造电池?下面我们详细分析。

三元锂和磷酸铁锂废电池的污染区别

使用过的三元锂电池含有汞、锂和铅等有害、有毒和腐蚀性物质,而镍和镉也是已知的致癌物质。如果不回收,电池最终会进入垃圾填埋场,随着电池腐蚀,内部的化学物质会渗入土壤并污染地下水和地表水。生态系统包含数以千计的水生植物和动物,当电池污染达到一定程度时,我们在从水龙头取水时可能会摄入危险金属。

如果在垃圾填埋场处理不当,三元锂电池也可能导致垃圾填埋场火灾,向空气中释放有毒化学物质,对我们的呼吸产生负面影响并导致全球变暖。电池暴露在空气中,长时间暴露在风吹日晒下,会以汽化的形式进入大气,并与雨水混合,污染湖泊和溪流。

磷酸铁锂电池的污染相对较少。除内部电解液包括锂、铁、磷外,基本没有污染,在贴装过程中也没有产生铅、汞、镉,所以污染比较小。

如何回收用过的电池

废旧电池的回收拆解问题,不仅与电动汽车报废有关,也与品牌的计划息息相关。如果制造商建立专门的电池回收站,以低价回收旧电池,则可以重复使用。目前大部分品牌还没有成立相关的回收部门。

锂离子电池使用钴酸锂(LCO)、镍锰钴酸锂(NMC)、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂或其他材料作为正极。 NMC镍锰钴正极的三种原料的组成比例因厂家而异。香港理工大学电池回收专家梁安表示,锂离子电池包含种类繁多且不断进化的材料,这使得电池回收更具挑战性。电池在回收过程中需要根据其成分进行分类和分离,这进一步增加了回收成本。而如果汽车品牌建立回收部门,可以根据车型降低成本。

目前,以三元锂为主的特斯拉已经在上海工厂和内华达工厂建立了电池回收设备。 2020年,特斯拉回收了1300吨镍、400吨铜、80吨钴,回收率也达到了90%以上,1000度的电池可以重新提取做原材料用于制造921度电池。电池供应商宁德时代也在2015年收购了广东邦普循环以回收废旧电池,并于2021年启动废旧电池回收的闭环生态系统计划。

磷酸铁锂电池和三元锂电池的区别在于它不含重金属。回收的产品主要是锂、铁和磷。回收产品附加值低,不适合回收利用,但更适合梯级利用。比亚迪最近在台州成立了一家公司。新公司的主要项目包括废旧电池的梯级利用,即汽车中的二手电池回收利用,以及在电力、通信等其他储能领域的利用。

冶金回收工艺的难点

当今最常见的电池回收方法是在大型火法冶金或冶炼设施进行回收,这些设施通常在 1500 摄氏度的高温下运行,可以回收钴、镍和铜,但不能回收锂、铝或任何有机化合物,后者在高温下运行 烧毁。但有一个问题是需要处理冶炼过程中释放的有毒氟化合物,需要大型工厂。

另一种是湿法冶金加工或化学浸出,即提取和分离阴极金属的过程,通常在 100 摄氏度以下运行,以回收锂和铜以及其他过渡金属。

废旧电池回收新技术研究

最新的方法是由 ReCell 国际团队提出的。该团队使用超临界二氧化碳去除电解质,然后粉碎电池并根据密度差异物理分离组件。理论上,经过简单处理,几乎所有组件都可以重复使用。由于该方法不使用酸或其他刺激性试剂,正极材料的形态和晶体结构保持完整,材料保持其电化学性能。

伯明翰大学的 ReLiB 项目团队提出了另一种回收方法,该团队开发了一个机器人程序,可以对锂离子电池中的有价值材料进行分类、拆卸和回收。使用机器人设备拆解电池可以让工人免于电气和化学损坏的风险,自动化还可以改善电池组件的分离,但受限于单个机器人的成本,这种方法无法商业化。

小编观点:除了减少废电池对环境的直接污染和降低电池原材料成本外,更多的回收意味着更少的原材料开采。例如,某些电池金属的开采需要对金属硫化矿进行加工,这会排放可导致酸雨的SOx,虽然磷酸铁锂的污染比三元锂少,但电池回收仍然是未来的重点研究项目汽车制造商和科研团队。专家预测,到2030年,全球电动汽车保有量将达到1.4亿辆。您认为未来电动汽车的废电池将如何处理?

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