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

時(shí)間:2022-03-08 10:05:09來(lái)源:

導(dǎo)語(yǔ):?4月17日,由中國(guó)電池聯(lián)盟、中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)電池專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)化研究會(huì)、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)主辦的“第七屆汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收再生暨二次電池回收與再生技術(shù)研討會(huì)”在北京隆重召開(kāi),蘭州理工大學(xué)王大輝教授在會(huì)上做了題為《報(bào)廢鋰離子動(dòng)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(chǎng)文字實(shí)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(lái)自蘭州理工大學(xué)有色金屬先進(jìn)加工與再利用,國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員。就現(xiàn)在我們的團(tuán)隊(duì)在動(dòng)力電池回收利用方面的技術(shù)研究成果給大家做一個(gè)交流。這一項(xiàng)技術(shù),是針對(duì)報(bào)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(shuō)到資源化再生利用環(huán)節(jié)的技術(shù)。這個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要是三個(gè)方面,一個(gè)是燒,一個(gè)是水溶,然后再制造,這個(gè)技術(shù)的特點(diǎn)希望通過(guò)這三個(gè)方面給介紹清楚。第一個(gè)方面是我講的要快一些的,一個(gè)是現(xiàn)在的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,在新能源汽車(chē)與儲(chǔ)能方面,動(dòng)力電池目前來(lái)說(shuō)是應(yīng)用重點(diǎn)。

  目前,國(guó)家對(duì)新能源汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)是非常重視的,那么,在國(guó)家的引導(dǎo)下,新能源汽車(chē)的產(chǎn)量和銷(xiāo)量都是增加量非常大的。動(dòng)力電池隨著新能源汽車(chē)的發(fā)展,產(chǎn)量也是逐年增加的,這是從網(wǎng)上找到的動(dòng)力電池的投資項(xiàng)目,這是在成都要投資建立一個(gè)新能源汽車(chē)基地,這是格力集團(tuán)打算在蘭州新區(qū)投資建設(shè)一個(gè)新能源的基地,隨著動(dòng)力電池的使用,肯定會(huì)進(jìn)入到報(bào)廢期,報(bào)廢量非常大,預(yù)計(jì)2026年的回收規(guī)模也是非常大。動(dòng)力電池的本身,或者是說(shuō)電動(dòng)汽車(chē)本身是為了解決能源環(huán)境污染的優(yōu)勢(shì),但是,如果說(shuō)電池得不到很好的回收的話(huà),從政府的角度來(lái)說(shuō)就影響了低碳社會(huì)和經(jīng)濟(jì)友好社會(huì)的建設(shè)。對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō),如果動(dòng)力電池不去回收的話(huà),也就意味著喪失了很大的商機(jī)。

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

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

  我們國(guó)家在促進(jìn)報(bào)廢電池回收利用的政策體系方面,也做了大量的工作,動(dòng)力電池的回收,目前從國(guó)家角度來(lái)說(shuō),包括行業(yè)就先期制定了梯級(jí)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(guó)外多采用火法的,國(guó)內(nèi)大部分采用濕法方法。

  左面是比較典型的,國(guó)內(nèi)回收利用來(lái)說(shuō)是比較典型的,這個(gè)技術(shù)路線(xiàn)有它的優(yōu)點(diǎn),運(yùn)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(rèn)為它是有改進(jìn)的空間的。那么目前來(lái)說(shuō)廢鋰電池從拆解到酸溶解進(jìn)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(jìn)行高溫鍛造,右邊來(lái)說(shuō)回收企業(yè)暫時(shí)不涉及到主要到碳酸鹽,碳酸鋰和硫酸鹽的環(huán)節(jié),這個(gè)產(chǎn)品是這個(gè)環(huán)節(jié),為什么這個(gè)流程里面實(shí)現(xiàn)元素分離的過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜,過(guò)程越復(fù)雜意味著回收成本越高,為了改善,國(guó)內(nèi)的大學(xué)、研究所和企業(yè)做了很多的工作,比如說(shuō)用其他的元素替代無(wú)機(jī)酸,還有趙總提到的物理化的修復(fù),我認(rèn)為這些是非常好的技術(shù)進(jìn)行修復(fù),對(duì)現(xiàn)在的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),我們實(shí)驗(yàn)室圍繞著這個(gè)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)的角度和前面提到的技術(shù)不同點(diǎn)在哪,技術(shù)原理,我這個(gè)技術(shù)和其他的技術(shù)區(qū)別或者是說(shuō)有它的優(yōu)勢(shì),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(jìn)行酸熔,目前來(lái)進(jìn)行溶解獲得硫酸鹽,我們是把這些原料進(jìn)行一部分的分開(kāi),分開(kāi)以后再進(jìn)行制造,產(chǎn)品不再是以硫酸鹽為主,那么這個(gè)路線(xiàn)圖,也就是說(shuō)廢鋰電池經(jīng)過(guò)拆解,拆解完了以后進(jìn)行元素分離,這個(gè)元素分離和上面的環(huán)節(jié)盡管都是元素分離,但是實(shí)現(xiàn)的不一樣,我僅僅需要鋰分開(kāi)就行了,但是其他的,通過(guò)再制造環(huán)節(jié)獲得這個(gè)符合電池性的要求的正極材料,這個(gè)方法本質(zhì)來(lái)說(shuō)是火法冶金中的一種。但是,火法冶金是一個(gè)很大的類(lèi)型,也就是說(shuō)我們這種方法也屬于火法冶金的類(lèi)型,但是目前來(lái)說(shuō),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?cè)谶^(guò)程中的一些試驗(yàn)現(xiàn)象,我們搜集到廢電池的拆解,把正極和負(fù)極的材料都進(jìn)行脫離進(jìn)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(jìn)一步得到了產(chǎn)品。當(dāng)然了,這個(gè)研究,我們不光是做技術(shù)的,在這個(gè)過(guò)程中的理論,在申報(bào)國(guó)家的項(xiàng)目的973和國(guó)家自然基金等等,做了很多的理論研究,這個(gè)過(guò)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(lái)它的流程圖是什么樣的,先進(jìn)行拆解,拆解完了之后有一個(gè)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(jìn)行低溫焙燒,走火法,然后用水溶解,溶解之后進(jìn)行過(guò)濾,過(guò)濾之后獲得兩種,一個(gè)是過(guò)濾野一個(gè)是過(guò)濾渣,這個(gè)濾液經(jīng)過(guò)回收體,然后濾渣經(jīng)過(guò)調(diào)整來(lái)進(jìn)行,濾液得到碳酸鋰的溶液經(jīng)過(guò)處理再進(jìn)行燒的環(huán)節(jié)用的原料,右邊是我們畫(huà)的一個(gè)設(shè)備的連接圖。這個(gè)技術(shù)實(shí)際上我們經(jīng)歷的時(shí)間很長(zhǎng),2008年開(kāi)始到2015年才完全成型,報(bào)的專(zhuān)利,和這個(gè)技術(shù)密切相關(guān)的,2016年授權(quán),到目前授權(quán)了13項(xiàng)專(zhuān)利,這個(gè)技術(shù)密切相關(guān),這個(gè)技術(shù)在燒的環(huán)節(jié)中溫度是低于六百度,也就是說(shuō)最高燒到六百度,時(shí)間實(shí)際上非常快,比一個(gè)小時(shí)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(guò)程上的計(jì)算和有價(jià)成分的計(jì)算,物料的平衡計(jì)算和需要的能量的平衡計(jì)算以及處理規(guī)模相對(duì)應(yīng)的,主體設(shè)備的尺寸設(shè)計(jì)和輔助設(shè)備的選型,包括我們處理規(guī)模量相對(duì)應(yīng)的車(chē)間的配置設(shè)置,現(xiàn)在我們的這個(gè)工作正在進(jìn)行,還有對(duì)應(yīng)的完全的,很詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析,現(xiàn)在這些工作都在進(jìn)行,希望以后有機(jī)會(huì)給各位老總做一個(gè)匯報(bào),這是我們目前來(lái)說(shuō)開(kāi)展的工作。

  現(xiàn)在,我們以這個(gè)技術(shù)所有權(quán)是我們學(xué)校,以這個(gè)技術(shù)為基礎(chǔ)和國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)園和企業(yè)進(jìn)行交流,希望達(dá)成合作促進(jìn)發(fā)展,再次感謝主持人和會(huì)議提供的交流平臺(tái)。謝謝大家。


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