废旧电池回收处理过程大致有以下的几点:
1、分类:可以将回收的废旧电池砸烂,剥去锌壳和电池底铁,取出铜帽和石墨棒,对于余下的黑色
物则是作为电池芯的二氧化锰和氯化铵的混合物,将上面物质分别集中收集后加工进行处理后,我们就
可以得到一些有用的物质。当中的墨棒经过水洗、烘干可再用作电极。
2、制锌粒:将剥去的锌壳洗净后置于铸铁锅当中,加热过后并保温2个小时,除去了上面的一层浮
渣,倒出进行冷却,然后滴在铁板之上,等等到凝固之后很可以得到锌粒。
3、回收铜片:我们可以将铜帽展平后再用热水洗净的,再加入一定量的10%的硫酸煮沸30分钟,以
除去表面的氧化层,捞出洗净,烘干使可以得到铜片。
4、回收氯化铵:我们把黑色物质放到缸当中,再加入60oC的温水进行搅拌一个小时,这样就会使得
氯化铵全部的溶解于水中,静止、过滤、水洗滤渣2次,收集母液。
5、回收二氧化锰:我们将过滤后的滤渣水洗3次,过滤,滤饼置入锅中蒸干除去少许的碳和其它的
有机物,再放入到水中充分的进行搅拌30分钟,过滤,再将过滤的饼于100-110oC烘干,这样我们便可以
得到二氧化锰。
现在国内汽车动力回收产业刚刚起步。2015年,报废动力锂电池累计为2万~4万吨,对应的电池回收率仅
为2%,以现在的回收产量根本无力负担2020年预计的12万~17万吨的报废电池。因此,在回收利用管理制
度建设、先进技术创新、模式探索、标准体系构建等方面存在的很多问题亟待解决。
一、现在汽车动力锂电池回收产业的重要问题
1)废旧汽车动力锂电池拆解工序复杂且具有安全隐患
由于国内动力锂电池在尺寸及结构规范尚没有统一的可依据的法规,现在国内各电池厂家属于八仙过,
海各显神通。电池系统设计完全不同使得无法采用同一套拆解流水线适合所有的电池包和模组,导致电
池拆解时极为不便。假如要进行自动化拆解,那面对现在大小不一,形状不一的电池包及模组,要对生
产线的灵活性有很高的要求,从而导致处置成本过高。现国内基本都是靠人工拆解,工人的技能水平直
接影响着电池回收过程效率,同时由于电池包本身具有高能量,可能会发生短路、漏液等各种安全问题
,进而可能造成起火或爆炸,导致人员伤亡和财产损失。因此,要公司仔细研究电池包拆解过程中安全
及效率的问题。
2)产品一致性差且剩余寿命及电池状态无法系统
废旧汽车动力锂电池在重新进行梯次利用时必须经过品质检测,将电芯分选分级,包括安全性、循
环寿命测试等,将电芯分选分级,再重组后才可以被再利用。但是假如动力蓄电池在服役期间没有完整
的数据记录,再利用过程进行电池寿命预测时,准确度可能会下降,电池的一致性无法保障,同时测试
性相同,电池的不一致性和可靠性可能也无法保证,假如一些存在问题的电池在筛选过程中没有被检验
出来,而再次被使用,会新增其他整个电池系统的安全风险。所以,如何做到快速无损准确的检测,是
该种情况下梯级利用的关键所在。
近日,国家公布了GB/T32690《电动汽车远程服务于管理系统技术规划》,法规将新能源汽车运行数据收
集及监控列入为公司强制要求,未来推广执行后将会弥补这方面的数据空缺。
3)系统集成技术不成熟
由于电芯之间的连接通常都是激光焊接或其他刚性连接工艺,难以做到无损拆解,动力蓄电池梯级利用
时*合理的是拆解到模组级,然而不同批次甚至不同厂家生产的电池模组,要实现在同一系统中混用,
需考虑并解决以下系统集成技术:分组技术:根据材料体系、容量、内阻、剩余循环寿命等参数重新对
电池模组进行分组并建立数据库。分组参数设定要合理,若参数设定区间过大,模组离散性大,成组为
系统后,对系统性能和寿命影响大;若参数设定区间过小,分组过于严格,会导致可匹配的模组少,系
统集成困难。系统柔性设计:设计系统结构时要充分考虑不同模组可能具有的尺寸、重量和串并联数,
所以设计时应该是在空间上有很大的弹性,以兼容不同的模组,固定方式既要考虑紧固性和可靠性,又
要考虑弹性和便于快速装卸。
4)回收利用经济性欠佳
汽车动力锂电池回收前必须先进行预处理,包括放电、拆解、粉碎、分选。拆解之后的塑料和金属壳体
可以回收,但代价高昂:因为残余电压仍然高达数百伏(不包括18650电池),有一定危险;电池壳体为
了安全要,封装为不可自拆卸的形式,打开颇费功夫。就预处理环节而言,肯定是赔本买卖。
就算是锂离子电池,正极材料也是五花八门,主流的就有钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等。
用酸碱溶液浸出,然后再经过多种化工程序,对金属氧化物进行萃取。但这些氧化物的成分萃取条件不
同,混合液更为棘手。事先按照正极材料对电池分类,成本也不低。回收正极金属,已经是电池回收行
当中*有利可图的一个环节。但是程序太过复杂,会算账的公司都对之却步,除非金属价格高到2011年
的份儿上。现在和有色金属、稀土产品价格都在低谷徘徊,用这些方法回收金属相当不划算,
更别提事后麻烦更大的废液处理。照目前的技术水准,单只废液处理一项,就足以吃掉可怜的回收金属
收益。而负极材料都是石墨(硅电池只是试验室规模),该材料太便宜,只能做丢弃掩埋处理。幸好石
墨本身并不污染环境,只占用空间。在目前技术条件下,没有公司会主动投入回收产业。
总结:国内动力蓄电池品种繁多,电池构造复杂且没有固定标准,造成拆解回收工艺复杂,回收成本高
,公司缺乏回收热情,难以形成产业化经营,且重组技术手段不成,加之缺乏监管及鼓励政策,动
力蓄电池回收面对极大困难。
废电池大量丢弃于环境中,其中的酸、碱电解质溶液会影响土壤和水系的pH,使土壤和水系酸性化或碱
性化,而汞、镉等重金属被生物吸收后,通过各种途径进入人类的食物链,在人体内聚集,使人体致畸
或致变,甚至导致死亡。一粒纽扣电池可污染60万升水,相当于一个人一生的饮水量。一节电池烂在地
里,能够使一平方米的土地失去利用价值。对自然环境威胁的5种物质中,电池里就包含了3种.废电池的
污染民用干电池是目前使用量、也是分散的电池产品,国内年消费80亿只。主要有锌锰和碱性锌锰两大
系列,还有少量的锌银、锂电池等品种。锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池一般都使用汞或汞的化合
物作缓蚀剂,汞和汞的化合物是剧毒物质。废电池作为生活垃圾进行焚烧处理时,废电池中的Hg、Cd、
Pb、Zn等重金属一部分在高温下排入大气,一部分成为灰渣,产生的二次污染。
锂电池特点:
1、能量比较高。具有高储存能量密度,已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;
2、使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池1C(DOD)充放电,有可以
使用10,000次的记录;
3、额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V),约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压,便于
组成电池电源组;锂电池可以通过一种新型的锂电池调压器的技术,将电压调至3.0V,以适合小电器的
使用;
4、具备高功率承受力,其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力,便
于高强度的启动加速;
5、自放电率很低,这是该电池突出的优越性之一,一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20;
6、重量轻,相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5;
7、高低温适应性强,可以在-20℃--60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使
用;
8、绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素