废弃动力锂电池回收再利用技术及经济效益分析

废弃动力锂电池回收

再利用技术及经济效益分析

王天雅宋端梅贺文智李光明

1.同济大学环境科学与工程学院

2.上海污染控制与生态安全研究院

摘要：传统能源与环境矛盾的日益突出，电动汽车已经越来越普及，电动汽车电池报废或更新换代使动力电池的回收以及梯次利用成为关键问题。近年来，在行业规范和政府补贴政策的支持下，我国废旧动力锂电池的拆解回收和梯级利用都得到了快速的发展。以动力锂电池为例，综述了废旧电动汽车用动力电池的梯级利用及拆解回收技术,并对相关经济效益进行了分析。随着废旧电池回收规模的日益增长，磷酸铁锂动力电池的梯级利用以及三元电池的湿法回收均具有较高的收益价值。

关键词：新能源汽车；锂电池；回收；梯级利用；经济性分析

DOI:10.13770/ki.issn2095-705x.2019.10.003 Recycling Strategies and Economic Efficiency Analysis of Waste Electric Vehicle Lithium-ion Batteries

Wang Tianya,Song Duanmei,He Wenzhi,Li Guangming 1.College of Environmental Science and Engineering，Tongji University

2.Shanghai Institute of Pollution Control and Ecological Security

Abstract:With the increasingly prominent contradiction between traditional energy and the environment,electric vehicles have become more and more popular.Recycling and cascade utilization of power bat-teries from the elimination of electric vehicles have attracted extensive at-

节能技术经济专栏

上海节能

SHANGHAI ENERGY CONSERVATION

2019年第10 期

0引言

锂电池作为高性能电池在新能源汽车中得到了广泛的应用。近年来，新能源汽车呈现爆发式增长。新能源汽车动力锂电池的循环次数在500次~2000次之间，在达到3年~5年的使用期限后将会报废，2018年就已有大量待处理的报废电池，预计到2025年，报废动力电池将达到136万t，其中磷酸铁锂电池和三元锂电池报废量预测如图1

所示。

图12016年～2025年磷酸铁锂和三元锂电池报废量预测

[1]

尽管动力锂电池是绿色电源，但其含有害的成分进入环境后会带来严重的污染，如果将废旧动力锂电池进行焚烧处理，会产生重金属含量很高的烟气，且电解液和隔膜还会产生大量的有毒气体。如果将其掩埋，则会造成动力电池中电解液的泄漏，锂离子电解液中的LiPF 6遇到水会产生氟化氢（HF ），HF 为剧毒气体，电池中的电解液及重金属会成为污染土壤和地下水的永久隐患，对环境和人类健康也会造成严重的威胁[2]。与此同时，新能源汽车所搭载的锂电池能量为一部

iphone X 的1300倍[3]，即便是退役动力电池的电池容量也是初始容量的20%~80%，由此，引起了相关产业对动力锂电池回收及电池材料再利用的重视。动力锂电池中含有大量高经济价值的稀土元素和有色金属，如钴、锂、镍、铜、铝等，金属含量高于矿石[4]，回收利用废旧动力电池中的不可再生资源，不仅具有重要的经济价值，还可以缓解当前矿产资源紧缺、保护我国宝贵的矿产资源，且对降低电池的生产成本、推动电动汽车产业的发展等方面都有着巨大的意义。所以，废旧动力锂电池的回收再利用不仅能解决环境问题，还能带来一定的经济效益。

1废旧动力锂电池回收政策

废旧动力锂电池所具有的高环境危害性和高资源回收价值引起了政府及相关企业的高度重视，并催生了一系列动力锂电池回收政策。2012年，国务院印发《节能与新能源汽车发展产业规划》要

求，提高新能源汽车产量以及加强动力电池梯级利用和回收管理。2014年，国务院办公厅颁布《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》提出要制定电池回收政策、健全电池回收体系。2016年，国务院办公厅印发《生产者责任延伸制度推行方案》，从顶层设计角度对再生资源进行规范，在电器电子、汽车、铅酸蓄电池和包装领域实施生产者责任延伸制度。2016年，国家发改委、工信部、环保部等部门联合发布《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策》，对电动汽车动力电池设计生产、回收、梯次利用、再生利用等方面均做出了详细的规定。2017

tention.In recent years,with the supports of industry regulations and government subsidy policies,disassem-bly,recycling and cascade utilization of waste power lithium batteries in China have developed rapidly.To fur-ther develop the industry,the recycling system should be improved and advanced technology should be devel-oped.Taking lithium battery as an example,this paper summarized the treatment strategies of waste power batteries for electric vehicles and analyzed the economic benefits.With the increasing scale of waste battery recycling,the cascading use of lithium iron phosphate battery and the hydrometallurgy of ternary batteries have higher profit value.

Key words:Electric Vehicles;Lithium-ion Batteries;Recycling;Cascading Use;Economic Analysis

废弃动力锂电池回收再利用技术及经济效益分析

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