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磷酸铁锂电池回收利用存在的问题有哪些?

磷酸铁锂电池中含有的LiPF6、有机碳酸酯、铜等化学物质均在国家危险废物名录中。LiPF6有强烈的腐蚀性,遇水易分解产生HF;有机溶剂及其分解和水解产物会对大气、水、土壤造成严重的污染,并对生态系统产生危害;铜等重金属在环境中累积,最终通过生物链危害人类自身;磷元素一旦进入湖泊等水体,极易造成水体富营养化。由此可见,如若对废弃的磷酸铁锂电池不加以回收利用,对环境及人类健康都是极大危害。

随着国内电动汽车产业的快速发展,对磷酸铁锂电池的需求量也快速增加,大量的磷酸铁锂动力电池报废,进入到回收阶段,锂电池的回收市场降呈现出爆发式的增长,那么,目前磷酸铁锂电池回收存在哪些问题?

一、回收技术不成熟

现有的资料表明,废旧磷酸铁锂电池的回收处理分为两种: 一种是回收金属,另一种是再生磷酸铁锂正极材料

(1、湿法回收锂和铁

此类工艺以回收锂为主,因磷酸铁锂不含有贵金属,故对钴酸锂的回收工艺进行改造。首先将磷酸铁锂电池拆解得到正极材料,粉碎筛分得到粉料;之后将碱溶液加入到粉料中,溶解铝及铝的氧化物,过滤得到含锂、铁等的滤渣; 将滤渣用硫酸与双氧水( 还原剂)的混合溶液浸出,得到浸出液;加碱沉淀氢氧化铁,过滤得到滤液;灼烧氢氧化铁,可得氧化铁;最后调节浸出液的pH值(5.0 ~8.0),过滤浸出液得滤液,加固体碳酸钠浓缩结晶得碳酸锂。

(2、再生磷酸铁锂

单一回收某种元素使得不含有贵重金属的磷酸铁锂回收产生的经济效益比较低。因此,主要是固相法再生磷酸铁锂处理废旧磷酸铁锂电池,此工艺具有很高的回收效益,且资源的综合利用率高。

首先将磷酸铁锂电池拆解得到正极材料,粉碎筛分得粉料;之后热处理去除残留的石墨和粘结剂,再将碱溶液加入到粉料中,溶解铝及铝的氧化物;过滤得含锂、铁等的滤渣,分析滤渣中铁、锂、磷的摩尔比,添加铁源、锂源和磷源,将铁、锂、磷的摩尔比调整为1∶1∶1;加入碳源,球磨后在惰性气氛中煅烧得到新的磷酸铁锂正极材料。

二、回收利用体系不完善

虽然主管部门和企业大力推行磷酸铁锂电池,但由于尚处于大量装备车辆阶段,回收利用还处于起步阶段,现有的回收体系也不健全,系统专业的车用动力电池回收利用体系亦尚未建立。现有的回收体系存在一定的问题,而且回收效率低下。这种问题主要由以下几方面造成:

1、可回收量少

大量的废旧电池分散在国民手中,但是民众没有投放的地方,因而随着生活垃圾一起处理,从而使得从个人中回收的报废电池几乎为零,绝大部分回收的是生产企业生产过程中产生的废料或者是库存旧料,回收到的大型动力电池数量更是少之又少。

2、回收系统不健全

专门回收电池的系统国内尚未建立,主要是小作坊的粗放式收集。我国是锂离子电池的生产及消费大国,但由于人口众多,使得电池人均保有量相对较少。长久以来回收公司对不具有回收价值的单个锂离子电池并未进行回收。

3、准入门槛高

企业欲从事废旧电池的回收与处理,必须按照《中华人民共和国环境保护法》和《危险废物经验许可证管理办法》的规定申请危险废物经营许可证,但是能达到大规模回收资质的企业并不多,反而是那些规模小、技术低下的公司数量众多,造成电池无法集中收集的难题。

4、回收成本高

大量的磷酸铁锂材料应用于动力或储能电池正极,需求量远远大于普通小型电池,对其进行回收具有很高的社会价值,但回收成本较高,且磷酸铁锂电池中不含有贵重金属,经济价值较低。

5、回收意识薄弱

长期以来,我国对于废旧电池回收利用方面的宣传教育很少,致使公民缺乏对于废旧电池污染危害的深入认识,没有形成自觉回收的意识。

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