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鋰離子電池的回收和再生為何如此重要?

發布日期:2020-11-23 14:55:50來源:鋰電池廠家

1、回收與采購


資源的回收和處理通常麵對一係列獨特的挑戰,要適應經濟和技術的發展。這些資源通常是廣泛分布的,因此難以為其處理和回收廠收集大量原料。相比之下,盡管鉛酸電池回收等一些行業的收集和回收供應鏈已經構建並日益成熟,但鋰離子電池回收供應鏈仍在不斷變化和發展中。


2、運輸與法規


鋰離子電池由於具有化學和電氣雙重風險,目前被歸類為第9類危險品。鋰離子電池具有熱失控的缺點,通常是由於內部短路而導致起火或爆炸。有許多因素可能導致鋰離子電池熱失控,其中包括過度充電、環境條件惡劣(例如極端外部溫度)和製造缺陷等。在熱失控發生時,鋰離子電池通常會在幾秒鍾內從室溫提高到700℃以上。作為複雜的化學反應的一部分,鋰離子電池中的電解質溶劑(通常為碳酸烷基酯)是電池燃燒的重要燃料。


3、安全與儲存


運輸和法規變更的挑戰通常圍繞一個關鍵因素:安全。關於處理、運輸、儲存、加工鋰離子電池的廠商來說,安全性至關重要。因為鋰離子電池存在熱失控的風險,這對鋰離子電池的處理和運輸提出了獨特的挑戰。具體而言,最安全的方法是在現場使用盡可能少的鋰離子電池,以減輕發生熱失控事件的風險。但是,這與確保大量廢棄鋰離子電池用於加工和處理目的的要求相矛盾。當前廢棄鋰離子電池(便攜式/小型電池)通常來自手機、筆記本電腦和其他消費類產品),這使其安全存儲的發展更加複雜。而關於儲能係統中的鋰離子電池,必須嚴格執行有關托盤/機架間距,儲存密度以及在存儲空間采用滅火係統等協議,以減輕與鋰離子電池熱失控和著火有關的風險。


廢棄的鋰離子電池回收和處理麵對的挑戰


從電池回收工藝的角度來看,由於鋰離子電池原料的高度異質性,與傳統的金屬資源回收相比,鋰離子電池的回收麵對獨特的挑戰。目前,市場上的鋰離子電池至少存在14種不同類型的陰極材料,當考慮特定成分時,每種陰極材料都有所不同。關於傳統的金屬資源,采用重要回收措施可能回收1到4種金屬元素(例如銅、金、銀和鉑等)。但是,鋰離子電池可能要考慮回收利用20多種元素,如圖3中的元素組成。另外,這些金屬元素通常與無機材料、有機材料和塑料混雜在一起,這進一步使鋰離子電池的回收過程複雜化。為了能夠分離出有價值的成分,通常要具有許多單獨單元操作的複雜工藝流程圖。在這種情況下,電池回收工藝流程進行的物理測試工作是非常關鍵的,並要通過技術和經濟來驅動。


例如,Li-Cycle公司就是一家專注於鋰離子電池資源回收技術的公司。自2016年合並以來,Li-Cycle公司開發了一種獨特的回收工藝,該工藝采用機械預處理和濕法冶金方法可以回收鋰離子電池材料的80%~100%。該公司采用這一先進的資源回收流程,致力於從各個供應鏈參與者那裏采購廢棄的電池,並對安全性進行優先排序,這成為了Li-Cycle公司實現其鋰離子電池回收技術全球商業化目標的基本要素。

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