鈷鋰回收率超90% ，如何把廢舊鋰電池變廢為寶？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-16 09:50
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從廢舊電池中回收鈷鋰鎳等原材料對于降低鋰電池成本低作用具有積極意義，提升回收率是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的關(guān)鍵所在。
據(jù)外媒報(bào)道，芬蘭能源供應(yīng)商Fortum正進(jìn)軍鋰離子電池回收市場，該公司使用芬蘭Crisolteq公司研發(fā)的工藝，聲稱可以回收每塊電池中80％以上的材料，而目前市場上的電池回收率約為50％。
Fortum公司預(yù)計(jì)，隨著對電動汽車的需求激增，到2025年，全球電池回收市場市值將達(dá)到至少200億歐元(約合230億美元，1543億元人民幣)。
Fortum公司回收電池采用濕法冶金工藝，首先通過分離塑料(8495, -25.00, -0.29%)、鋁和銅，讓電池可安全進(jìn)行機(jī)械處理，并讓分離的材料進(jìn)入各自的回收過程中；然后，電池中的鈷、錳、鎳和鋰被回收，并且返還給電池制造商，用于生產(chǎn)新電池。
據(jù)了解，濕法回收技術(shù)是當(dāng)前鋰電池回收利用較為成熟有效的方法，回收率可以達(dá)到80%以上。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。未來鋰電池材料的回收率有望可以達(dá)到90%以上，進(jìn)一步提升鋰電池回收的經(jīng)濟(jì)效益，從而降低鋰電池的原材料采購成本，從而降低動力電池的價(jià)格。
今年2月，大眾汽車宣布，在德國薩爾茨基特開始了一個(gè)電池回收工廠試點(diǎn)項(xiàng)目，該公司表示，長遠(yuǎn)目標(biāo)是回收每塊電池中97％的材料。而全球正極材料龍頭企業(yè)優(yōu)美科已經(jīng)在鋰電池回收利用當(dāng)中先行一步，目前能夠回收大約15萬至20萬輛電動汽車的電池。
當(dāng)前，國內(nèi)已有大批電池企業(yè)聯(lián)合車企開展廢舊動力電池回收循環(huán)利用項(xiàng)目，隨著未來退役動力電池量的增多，鋰電池回收利用的經(jīng)濟(jì)效益日益凸顯，成為新的經(jīng)濟(jì)藍(lán)海。
1、瑞士初創(chuàng)企業(yè)宣稱研發(fā)出1000wh/kg新型鋰電池
外媒報(bào)道，近日一家名叫Innolith的瑞士電池初創(chuàng)企業(yè)，宣稱他們已經(jīng)打造出了全球首批1000Wh/kg的新型高密度鋰離子可充電電池。
Innolith主席AlanGreenshields在接受TheVerge采訪時(shí)稱：“這是一項(xiàng)巨大的飛越，其1000Wh/kg的能量密度，約為當(dāng)前最先進(jìn)鋰電池的四倍”。
作為對比，特斯拉Model3采用了約為250Wh/kg的2170電池，且后續(xù)有望提升至330Wh/kg。此外，美國能源部正在資助的一個(gè)項(xiàng)目，也希望將能量提升到500Wh/kg。
驚奇的是，Innolith的方案，仍基于傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)，但有一個(gè)主要的區(qū)別——其采用了有機(jī)、且高度易燃的電解質(zhì)溶劑(類似鹽的材料)，替代更加穩(wěn)定、但不易燃的無機(jī)物。
Innolith表示，它將現(xiàn)在德國進(jìn)行初步試產(chǎn)，然后再將新型電池推向市場，與各大電池生產(chǎn)和汽車制造商建立合作伙伴關(guān)系。后續(xù)的商業(yè)化，可能需要耗費(fèi)3~5年的時(shí)間。
點(diǎn)評：1000wh/kg的能量密度是當(dāng)前能量產(chǎn)的最高比能量鋰電池的3-4倍左右，完全超出了現(xiàn)有鋰電池材料體系的范疇。但該企業(yè)研發(fā)的新型電池并沒有采用顛覆性的材料體系，因此很難相信能夠得到實(shí)現(xiàn)如此高的技術(shù)目標(biāo)。只有真正量產(chǎn)才能證明其新型鋰電池的真實(shí)技術(shù)水平。
2、探索降成本MGX用冶金硅升級硅負(fù)極
據(jù)外媒報(bào)道，加拿大材料企業(yè)MGXMineralsInc.(MGX)2月26日宣布，其與不列顛哥倫比亞大學(xué)(UBC)已完成對公司在不列顛哥倫比亞省東南部的三個(gè)硅項(xiàng)目中的硅金屬的綜合基線評估。
據(jù)悉，MGX/UBC研究聯(lián)盟正在合作開發(fā)下一代鋰電池，研究計(jì)劃為期兩年，旨在：1)使用低成本冶金硅作為原料制造納米結(jié)構(gòu)硅，2)用商業(yè)石墨合成納米結(jié)構(gòu)硅以開發(fā)高性能硅負(fù)極。
該研究的最初目標(biāo)是用硅代替石墨負(fù)極，并在短期內(nèi)完成混合，不需要工業(yè)改造。最終目標(biāo)是使下一代鋰離子電池的能量密度增加到400Wh/kg，可用于遠(yuǎn)程電動汽車和電網(wǎng)存儲。
點(diǎn)評：硅碳負(fù)極對提升鋰電池能量密度具有明顯作用，但其高昂成本也注定無法大規(guī)模替代傳統(tǒng)石磨負(fù)極材料，因此如果能夠降低硅負(fù)極對成本，則有利于推動硅碳負(fù)極對產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。MGX的降本方法是使用低成本低冶金硅替代納米硅，或合成納米硅材料，如果能夠成功則有積極意義。
3、寶馬2020年停止從剛果(金)采購鈷
外媒報(bào)道稱，負(fù)責(zé)寶馬采購的董事會成員AndreasWendt表示，隨著2020/21年推出第五代電動汽車，該公司將不再從剛果購買鈷。
寶馬表示，由于新的技術(shù)發(fā)展，車用動力電池對鈷的需求已經(jīng)下降，并將繼續(xù)減少。同時(shí)，現(xiàn)有鈷資源的回收也足以支撐其未來的應(yīng)用需求。
華晨寶馬即將在4月份的上海車展上展示寶馬X1xDrive25Le的新版本，這款緊湊型運(yùn)動型多功能車(SAV)專為中國汽車市場開發(fā)，將采用NCM811體系鋰電池，可實(shí)現(xiàn)110公里(68英里)純電續(xù)航。
與前代車型相比，續(xù)航增加了83％，并且通過電池技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步，使每100公里的燃油消耗減少了72％至1.3升。
點(diǎn)評：寶馬明確宣布將停止或減少直接采購鈷材料，其目的是使用鎳含量更高，鈷含量更少的高鎳電池替代現(xiàn)有的三元電池，從而降低電池成本。同時(shí)寶馬將從廢舊電池中回收作為鈷原料供應(yīng)的重要渠道，也對降低電池成本具有顯著作用，著體現(xiàn)出寶馬在電池技術(shù)路線方面的前瞻性。
鋰原電池自放電很低，一般可保存3年之久，在冷藏的條件下保存，效果會更好。將鋰原電池存放在低溫的地方，不失為是一個(gè)很好的方法。鋰離子電池 在 20℃下可儲存半年以上，這是由于它的自放電率很低，而且大部分容量可以恢復(fù)。鋰電池存在的自放電現(xiàn)象，如果電池電壓在3.6V以下長時(shí)間保存，會導(dǎo)致電池過放電而破壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少電池壽命。
因此長期保存的鋰電池應(yīng)當(dāng)每3~6個(gè)月補(bǔ)電一次，即充電到電壓為3.8~3.9V(鋰電池最佳儲存電壓為3.85V左右)為宜，不宜充滿。鋰電池的應(yīng)用溫度范圍很廣，在北方的冬天室外，仍然可以使用，但容量會降低很多，如果回到室溫的條件下，容量又可以恢復(fù)，受一定的溫度影響。鋰原電池與鋰離子電池不同，它不能充電，充電十分危險(xiǎn)。其他注意事項(xiàng)，與鋰離子電池相當(dāng)。
