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簡述有關(guān)報廢鋰離子電池的"低溫焙燒-水溶解-再制造"回收技術(shù)

時間:2022-03-08 10:05:09來源:

導(dǎo)語:?4月17日,由中國電池聯(lián)盟、中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會電池專業(yè)委員會、中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)主辦的“第七屆汽車動力蓄電池回收再生暨二次電池回收與再生技術(shù)研討會”在北京隆重召開,蘭州理工大學(xué)王大輝教授在會上做了題為《報廢鋰離子動力電池“低溫焙燒-水溶解-再制造”回收利用技術(shù)》的演講。以下為演講全文。

    (以下內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場文字實錄,未經(jīng)發(fā)言人本人審閱,僅供參考)

  謝謝主持人,各位老總,大家中午好,我來自蘭州理工大學(xué)有色金屬先進加工與再利用,國家重點實驗室的研究人員。就現(xiàn)在我們的團隊在動力電池回收利用方面的技術(shù)研究成果給大家做一個交流。這一項技術(shù),是針對報廢的電池已經(jīng)到什么環(huán)節(jié)不能梯次利用了,或者是說到資源化再生利用環(huán)節(jié)的技術(shù)。這個技術(shù)實現(xiàn)主要是三個方面,一個是燒,一個是水溶,然后再制造,這個技術(shù)的特點希望通過這三個方面給介紹清楚。第一個方面是我講的要快一些的,一個是現(xiàn)在的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,在新能源汽車與儲能方面,動力電池目前來說是應(yīng)用重點。

  目前,國家對新能源汽車的產(chǎn)業(yè)是非常重視的,那么,在國家的引導(dǎo)下,新能源汽車的產(chǎn)量和銷量都是增加量非常大的。動力電池隨著新能源汽車的發(fā)展,產(chǎn)量也是逐年增加的,這是從網(wǎng)上找到的動力電池的投資項目,這是在成都要投資建立一個新能源汽車基地,這是格力集團打算在蘭州新區(qū)投資建設(shè)一個新能源的基地,隨著動力電池的使用,肯定會進入到報廢期,報廢量非常大,預(yù)計2026年的回收規(guī)模也是非常大。動力電池的本身,或者是說電動汽車本身是為了解決能源環(huán)境污染的優(yōu)勢,但是,如果說電池得不到很好的回收的話,從政府的角度來說就影響了低碳社會和經(jīng)濟友好社會的建設(shè)。對企業(yè)來說,如果動力電池不去回收的話,也就意味著喪失了很大的商機。

  這些具體的數(shù)據(jù)我不念了。這是國家對動力電池回收的制定的一系列政策,2012-2018年。今年2月26號發(fā)布的,包括3月3號發(fā)布的國家支持一批,培育一批標(biāo)桿性企業(yè)。企業(yè)在動力電池梯次利用以及回收利用方面都已經(jīng)做得來說,目前是非常大的,處理量也是非常大的。

  在這個回收體系方面,歐美日本國家實際上是回收網(wǎng)絡(luò)方面進行得比較早,和行業(yè)協(xié)會和第三方公司建立自己的回收渠道。

  我們國家在促進報廢電池回收利用的政策體系方面,也做了大量的工作,動力電池的回收,目前從國家角度來說,包括行業(yè)就先期制定了梯級利用,最終還是走到的資源化利用的環(huán)節(jié)。技術(shù)方面,國外多采用火法的,國內(nèi)大部分采用濕法方法。

  左面是比較典型的,國內(nèi)回收利用來說是比較典型的,這個技術(shù)路線有它的優(yōu)點,運行得非常穩(wěn)定,也非常成熟,但是,從回收的成本,從附加值等等方面,我們認為它是有改進的空間的。那么目前來說廢鋰電池從拆解到酸溶解進行了元素分離的產(chǎn)品是碳酸鋰,硫酸鹽等等再送到前驅(qū)體進行高溫鍛造,右邊來說回收企業(yè)暫時不涉及到主要到碳酸鹽,碳酸鋰和硫酸鹽的環(huán)節(jié),這個產(chǎn)品是這個環(huán)節(jié),為什么這個流程里面實現(xiàn)元素分離的過程相當(dāng)復(fù)雜,過程越復(fù)雜意味著回收成本越高,為了改善,國內(nèi)的大學(xué)、研究所和企業(yè)做了很多的工作,比如說用其他的元素替代無機酸,還有趙總提到的物理化的修復(fù),我認為這些是非常好的技術(shù)進行修復(fù),對現(xiàn)在的技術(shù)進行改進,我們實驗室圍繞著這個進行了改進。改進的角度和前面提到的技術(shù)不同點在哪,技術(shù)原理,我這個技術(shù)和其他的技術(shù)區(qū)別或者是說有它的優(yōu)勢,技術(shù)原理上是不同的。體現(xiàn)在哪,酸溶環(huán)節(jié),我們不進行酸熔,目前來進行溶解獲得硫酸鹽,我們是把這些原料進行一部分的分開,分開以后再進行制造,產(chǎn)品不再是以硫酸鹽為主,那么這個路線圖,也就是說廢鋰電池經(jīng)過拆解,拆解完了以后進行元素分離,這個元素分離和上面的環(huán)節(jié)盡管都是元素分離,但是實現(xiàn)的不一樣,我僅僅需要鋰分開就行了,但是其他的,通過再制造環(huán)節(jié)獲得這個符合電池性的要求的正極材料,這個方法本質(zhì)來說是火法冶金中的一種。但是,火法冶金是一個很大的類型,也就是說我們這種方法也屬于火法冶金的類型,但是目前來說,其他的公司提到的回收的技術(shù),和火法的技術(shù)原理不一樣,這是一種新的火法冶金的方法。這是我們在過程中的一些試驗現(xiàn)象,我們搜集到廢電池的拆解,把正極和負極的材料都進行脫離進行燒,燒完發(fā)現(xiàn)顏色都變了,意味著它發(fā)生了相應(yīng)的,我們進一步得到了產(chǎn)品。當(dāng)然了,這個研究,我們不光是做技術(shù)的,在這個過程中的理論,在申報國家的項目的973和國家自然基金等等,做了很多的理論研究,這個過程到底是怎么樣引起的,需要控制的,從理論方面,我們做了相當(dāng)多的工作,最終才形成了工藝技術(shù),我們提出來它的流程圖是什么樣的,先進行拆解,拆解完了之后有一個表面的去除雜質(zhì),就獲得我要處理的正極材料主要是指三元的,錳酸鋰等等,然后進行低溫焙燒,走火法,然后用水溶解,溶解之后進行過濾,過濾之后獲得兩種,一個是過濾野一個是過濾渣,這個濾液經(jīng)過回收體,然后濾渣經(jīng)過調(diào)整來進行,濾液得到碳酸鋰的溶液經(jīng)過處理再進行燒的環(huán)節(jié)用的原料,右邊是我們畫的一個設(shè)備的連接圖。這個技術(shù)實際上我們經(jīng)歷的時間很長,2008年開始到2015年才完全成型,報的專利,和這個技術(shù)密切相關(guān)的,2016年授權(quán),到目前授權(quán)了13項專利,這個技術(shù)密切相關(guān),這個技術(shù)在燒的環(huán)節(jié)中溫度是低于六百度,也就是說最高燒到六百度,時間實際上非??欤纫粋€小時要小得多,燒完主要是送到水的,當(dāng)然了從水的純度比較高了,常溫下水溶一下,技術(shù)完善上再做一些工程方面的工作,主要是包括過程上的計算和有價成分的計算,物料的平衡計算和需要的能量的平衡計算以及處理規(guī)模相對應(yīng)的,主體設(shè)備的尺寸設(shè)計和輔助設(shè)備的選型,包括我們處理規(guī)模量相對應(yīng)的車間的配置設(shè)置,現(xiàn)在我們的這個工作正在進行,還有對應(yīng)的完全的,很詳細的經(jīng)濟技術(shù)分析,現(xiàn)在這些工作都在進行,希望以后有機會給各位老總做一個匯報,這是我們目前來說開展的工作。

  現(xiàn)在,我們以這個技術(shù)所有權(quán)是我們學(xué)校,以這個技術(shù)為基礎(chǔ)和國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)園和企業(yè)進行交流,希望達成合作促進發(fā)展,再次感謝主持人和會議提供的交流平臺。謝謝大家。


標(biāo)簽: 鋰離子電池

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