目前市场上常用的锂离子电池中正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰和磷酸铁锂等。广泛应用的方法是将正极材料加入到硫酸、硝酸、盐酸中并加入还原剂,浸出活性物质中的有价金属。CN101519726A公开了将钴酸锂正极材料在500~850℃焙烧脱胶,再与浓硫酸及硫酸盐混合调浆,进行二次焙烧,使铜、钴等金属转化成可溶于水的硫酸盐。CN103762393A公开了将放电、粉碎、氧化后的物料和硫酸铵焙烧,随后再经酸溶、过滤。CN104466292A公开了废钴酸锂粉末与硫酸氢钠混合、焙烧,随后再随水浸出的工艺。这些方法均先将废旧锂离子电池材料进行焙烧,将废旧电极材料结构进行破坏,利于后续浸出。由于废旧锂离子电池在拆解、分解过程中,电极材料中不可避免地夹带了非电解液和塑料,这些物质在焙烧过程中会分解产生含氟、含氯气体,给环境造成危害。因此,开发一种环境友好的废旧锂离子电池材料回收预处理方法较具意义。
新能源汽车是未来汽车产业的发展主流,到2020年我国新能源汽车保有量高达500万辆,每年都有大约12~17万吨退役的动力电池需要处理。随着生产者责任制的推行,动力电池回收梯次利用势在必行。
中国电科院储能与电工新技术研究所工程师刘道坦认为,电动汽车动力电池梯次利用技术上总体可行。随着动力电池技术进步和性能的提高,相关标准的逐步完善,都利于其梯次利用。而动力电池梯次利用的经济性随着储能市场的发展及电池梯次利用规模化的应用,也逐渐显现。
电动汽车的动力电池性能会随着充电次数的增加而衰减,当电池容量衰减至额定容量的80%以下时,动力电池就不适于应用在电动汽车上,这意味着其在电动汽车上的使用寿命终止。如果直接将电池淘汰,必将造成资源的严重浪费,同时也会导致环境污染。