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。
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意义。
退役电池以磷酸铁锂电池为主,主要将梯次利用于储能市场。铁塔基站是退役电池的良好应用场景,在电量80%至40%的衰减过程中,退役电池依然可以在储能上实现800次以上的循环寿命。
到4年内迎来“报废潮”
近年来,在环境问题日益严峻、能源多样化战略渐成发展共识的背景下,多国加大了对新能源汽车产业扶持力度,**新能源汽车行业进入了快速发展阶段。
业内人士表示,国内新能源汽车增长目前仍主要集中在采购决定权较大的领域,如物流车、环卫车、公务车等公共领域,但私人消费者对新能源汽车的接受度在逐步提升。
从事新能源共享汽车运营的长沙先导快线科技股份有限公司总经理唐宏伟认为,随着国家补贴政策的细化及充电设施的逐步完善,国内新能源汽车市场的增长将逐步由公共领域带动转向由私人领域带动,家用新能源乘用车市场将进入高速增长期。
据行业智库高工产研锂电研究所预测,未来5年国内新能源车的产销量将保持快速增长,年复合增长率预计**过30%。
新能源汽车市场呈现爆发式增长,直接带动动力电池的规模快速增长。2015年中国动力电池产值380亿元,同比增长262%,产值接近数码锂电池。2016年中国动力电池产值645亿元,**过传统数码锂电池规模,成为锂电池消费结构中占比的领域。
“首批在2012-2014年间装车的动力电池将会在2018年前后出现大规模退役。在未来3到4年内,动力锂电池将会出现‘报废潮’。”李长东说。
据高工产研锂电研究所预测,随着电动汽车市场规模不断增长,预计动力电池的报废量也会出现快速增长的趋势。2016年动力电池的报废量约1.2万吨,到2020年我国动力电池报废量将达到24.8万吨。
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