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图1 一种联合回收方法工艺流程图
三、国外主要锂离子电池回收公司及其工艺
1.比利时Umicore公司
比利时Umicore公司独立开发了ValEas工艺。针对电池回收,他们定制了一种熔炉,利用高温冶金法处理锂离子电池并制备出氢氧化钴/氯化钴〔Co(OH)2/CoCl2〕,石墨和有机溶剂则可以用作燃料。这种工艺不必将电池解题造成破碎,从而避免了解题破碎困难的问题,降低了回收过程的安全风险。并且回收得到的Co化合物纯度较高,能够作为原材料直接返回锂电池的生产实现了金属的循环再利用。这种方法在回收Co、Ni、Mn、Cu等有价金属的同时,电池中的塑料、石墨、铝箔等材料也得到了再利用。该回收工艺的流程比较简单,并且绿色环保。Umicore公司在比利时的霍博肯工厂每年处理废旧锂电池达到7000 t左右。
2.美国Toxco公司
Toxco公司在1993年实现锂离子电池回收的商业化运作。公司主要利用机械和湿法冶金工艺对电池中的Cu、Al、Fe、Co等金属进行回收。该公司的回收过程能在较低的温度环境下进行,并且气体排放量小,能实现60%的电池材料回收。公司的回收工艺流程如图2所示。
图2 Toxco公司回收锂离子电池工艺流程图
3.日本OnTo公司
OnTo公司独家开发了Eco-Bat工艺。工艺流程如图3所示。首先将电池放在干燥、以及压力和温度适合的环境内,用液态二氧化碳(CO2)溶解电池内的电解液,并运送到回收容器。之后,通过改变温度和压力使CO2气化,从而让电解液从中析出。该工艺不需要在高温下进行,并且需要消耗的能量非常小。该工艺主要利用超临界流体CO2作为载体将电池电解液带出,然后注入新的电解液,来恢复锂离子电池容量。
图3 OnTo公司回收锂离子电池工艺流程图
四、总结
随着电子产品的迅速更新换代,每年都会产生大量的废旧锂电池,并且受新能源汽车发展的影响,未来将会有更多的废旧锂电池。由于未经处理的废旧电池会对环境产生污染,并且用于生产锂离子电池的锂、钴等金属资源短缺,因此回收处理废旧锂离子电池具有一定的环境安全保护和经济价值。在回收处理废旧锂离子电池的几种技术中,湿法是目前使用最多的技术,而生物浸取技术是该领域的前沿,几种方法都有各自的优缺点。因此,寻求一种合适的回收工艺,能够发挥各种技术的优势,尽可能回收可再生资源,提高回收的经济效益,是关键。此外,诸如美国、日本、欧洲等国家和地区已经建立了相关法律和废旧电池回收体系,如动力电池梯级回收模式,而我国虽然拥有回收处理废旧锂电池的技术手段,但是尚未建成适宜的回收体系,并且缺乏相应的法律法规。未来国家应当建立有效的法律法规,并建成合适的废旧电池回收体系,实现工业化回收处理废旧锂电池,确保可持续发展。
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