锂电池回收处理设备之锂电池回收技术

　　锂离子电池是由正负片、粘结剂、电解液和隔膜等组成。在工业上，厂家主要使用钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂三元材料和磷酸亚铁锂等作为锂离子电池的正材料，以天然石墨和人造石墨作为负活性物质。聚偏氟己稀(PVDF)是一种广泛使用的正粘结剂，粘度大，具有良好的化学稳定性和物理性能。工业生产的锂离子电池主要采用电解质六氟磷酸锂(LiPF6)和有机溶剂配置的溶液作为电解液，利用有机膜，如多孔状的聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等聚合物作为电池的隔膜。锂离子电池被普遍认为是环保无污染的绿色电池，但锂离子电池的回收不当同样会产生污染。锂离子电池虽然不含汞、镉、铅等有毒重金属，但电池的正负材料、电解液等对环境和人体的影响仍然较大。如果采用普通垃圾处理方法处理锂离子电池(填埋、焚烧、堆肥等)，电池中的钴、镍、锂、锰等金属，以及各类有机、无机化合物将造成金属污染、有机物污染、粉尘污染、酸碱污染。锂离子电解质机器转化物，如LiPF6、六氟合砷酸锂(LiAsF6)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)、氢氟酸(HF)等，溶剂和水解产物如乙二醇二甲醚(DME)、甲醇、甲酸等都是有毒物质。因此，废旧锂离子电池需要经过回收处理，减少对自然环境和人类身体健康的危害。

　　锂离子电池回收处理技术

　　废旧锂离子电池的回收处理过程主要包括预处理、二次处理和深度处理。由于废旧电池中仍残留部分电量，所以预处理过程包括深度放电过程、破碎、物理分选;二次处理的目的在于实现正负活性材料与基底的完全分离，常用热处理法、有机溶剂溶解法、碱液溶解法以及电解法等来实现二者的完全分离;深度处理主要包括浸出和分离提纯2个过程，提取出有价值的金属材料。按提取工艺分类，电池的回收方法主要可分为：干法回收、湿法回收和生物回收3大类技术。

　　废旧动力电池的资源化回收过程包括预处理和后续处理两个阶段。预处理过程首先需要对彻底放电，然后对电池进行拆解，以分离出正、负、电解液和隔膜等各组成部分。在后续处理环节，主要目标是对拆解后的各类废料中的高价值组分进行回收，以及更进一步开展电池材料再造或修复;其中采用的技术方法可分为三大类：干法回收技术、湿法回收技术和生物回收技术。

　　干法回收技术是指不通过溶液等媒介，直接实现各类电池材料或有价金属的回收技术方法，主要包括机械分选法和高分热解法。干法回收不经过其他的化学反应，工艺流程较短，回收的针对性不强，通常用于锂电池中金属的分离回收初步阶段。

　　干法热修复技术，可对干法回收得到的粗产品进行高温热修复;但这种方法产出的正、负材料含有一定的杂质，其性能无法满足新能源汽车动力电池的要求，多用于储能或小动力电池等场景。

　　湿法回收技术是以各种酸碱性溶液为转移媒介，将金属离子从电材料中转移到浸出液中，再通过离子交换、沉淀、吸附等手段，将金属离子以盐、氧化物等形式从溶液中提取出来。湿法技术路线主要包括湿法冶金、化学萃取以及离子交换等三种方法。湿法回收技术工艺相对比较复杂，但该技术对锂、钴、镍等有价金属的回收率较高;同时，藉由湿法回收技术得到的金属盐、氧化物等产品，其高纯度能够达到生产动力电池材料的品质要求;因而湿法回收技术也是国内外技术回收企业所采用的主要回收方法。

　　生物回收技术主要是利用微生物浸出，将体系的有用组分转化为可溶化合物并选择性地溶解出来，实现目标组分与杂质组分分离，终回收锂、钴、镍等有价金属。目前生物回收技术尚未成熟，如菌种的培养、培养周期过长、浸出条件的控制等关键问题仍有待解决。

　　当前回收效率更高也相对成熟的湿法回收工艺正日渐成为化处理阶段的主流技术路线，部分企业采用了湿法技术路线作为锂、钴、镍等有价金属资源回收的主要技术;部分企业也同时配套干法等多种回收技术以提高综合回收效率。世邦机械生产的锂电池回收处理设备可大幅度提高废旧锂电池的回收利用率，废旧锂电池金属、锂、钴、镍等有价金属资源回收也将大幅度提高。

　　另外，无论是磷酸铁锂还是NCA三元材料，湿法技术进行有价金属回收后再造得到的正材料，其比容量这一关键性能指标均优于干法技术修复后得到的正材料。