对于退役的动力电池,目前主要有两种可行的处理方法:其一是梯次利用,即将退役的动力锂电池用在储能等其他领域作为电能的载体使用,从而充分发挥剩余价值;其二是拆解回收,即将退役电池进行放电和拆解,提炼原材料,从而实现循环利用。目前仅有磷酸铁锂电池可以通过梯次利用发挥剩余价值,三元材料的电池仍以拆解回收为主。
锂电池材料
锂电池负极材料大体分为以下几种:
种是碳负极材料:
目前已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。
第二种是锡基负极材料:
锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。目前没有商业化产品。
第三种是含锂过渡金属氮化物负极材料,目前也没有商业化产品。
第四种是合金类负极材料:
包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金 ,目前也没有商业化产品。
第五种是纳米级负极材料:纳米碳管、纳米合金材料。
第六种纳米材料是纳米氧化物材料:
目前合肥翔正化学科技有限公司根据2009年锂电池新能源行业的市场发展动向,诸多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨,锡氧化物,纳米碳管里面,极大的提高锂电池的冲放电量和充放电次数。
(一)有利于绿色环境保护
废旧动力电池的正负极、电解液等材料对环境和人体健康具有潜在威胁,相关废物已列入我国危险废弃物名录。正极材料的镍、钴、锰和锂等多种金属元素处理不当会对水体和土壤造成长期污染;负极材料石墨和碳燃烧后产生的和固体粉尘会污染空气;电解液的主要成分为六氟磷酸锂和碳酸酯等物质,具有强腐蚀性;磷元素则容易造成水体的富营养化。具体影响如表1所示。
发展废旧动力电池回收产业和技术有利于降低废旧金属、废电解液等对环境的污染,有助于建立健全绿色低碳循环发展经济体系。
(二)有利于动力电池产业的资源保障
我国镍、钴、锂等关键资源的国内储量有限,钴、镍资源严重缺乏供应保障,锂资源因成本和产量因素导致供给短缺。
我国已探明钴矿储备量约8万吨,可开采量仅为4万吨,且主要来源于镍资源的伴生矿,缺乏直接产出,主要依赖海外进口和资源回收。镍储量为398万吨,约占的4.39%,同样高度依赖海外进口。
锂资源方面。我国锂资源储量排名第4,但品位较低、开采难度大、区位偏僻。近年来,锂电池产业高速发展,国内锂资源开发程度不足、成本较高,造成供给存在缺口。这导致我国是锂资源消费国和进口国,70%以上的锂资源依赖海外进口。
通过回收,可以有效保障镍、钴、锂、锰等稀缺资源供给,降低原矿资源需求,有助于保障动力电池产业安全。
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