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(1)磷酸铁锂电池回收技术解析。磷酸铁锂电池回收主要分为两大类技术,一种是回收锂为主,另一种是运用“固相法” 再生磷酸铁锂电池。
该工艺是从钴酸锂回收工艺中借鉴而来,但由于磷酸铁锂电池不含钴元素,所以主要以回收锂为主。首先拆解磷酸铁锂动力电池得到正极材料,粉碎筛分后获得合适粒径的粉料;然后再粉料中加入碱溶液,溶解铝及铝氧化物,过滤后取滤渣;将滤渣用硫酸和还原剂H2O2的混合溶剂浸出,得到浸出液;加碱调节浸出液的pH值,使其能够沉淀出氢氧化铁,过滤得到滤液;将上一步骤中得到的氢氧化铁灼烧,便可获得氧化铁;最后用碱调节浸出液的pH为5.0~8.0,将浸出液中的杂质沉淀,过滤得滤液,在滤液中加入固体碳酸钠。将所得溶液浓缩结晶,即可得到碳酸锂。
首先将磷酸铁锂电池拆解,使用物理方法或化学方法手段将正极材料与基板分离。加入NaOH溶液出去磷酸铁锂材料中残余的铝,之后热处理去除残余的石墨和粘结剂。分析热处理后获得材料的铁 锂磷 的摩尔比,添加适当的铁源 锂源或磷源化合物将铁锂磷的摩尔比调整到1:1:1,最后加入碳源,经球磨 惰性气氛中煅烧得到新的磷酸铁力正极材料。将上一步骤中得到的氢氧化铁灼烧,便可获得氧化铁;最后用碱调节浸出液的pH为5.0~8.0,将浸出液中的杂质沉淀,过滤得滤液,在滤液中加入固体碳酸钠。将所得溶液浓缩结晶,即可得到碳酸锂。
(2)三元电池回收技术解析。目前三元电池材料主要分为二种,分别为镍钴锰
酸锂(NCM)以及镍钴铝酸锂(NCA),其回收工艺大体相同,主要目的是回收合金材料中的金属钴、镍、锂、锰、铜、铝等有价金属。回收技术繁多,对于回收废旧电池中的铝和铜,主要技术包括热处理法、稀酸局部溶蚀法以及有机溶剂溶解法。
2.3 蓄势待发直指未来五年巨大市场空间
双积分政策在供给侧的激励以及新能源乘用车、客车、专用车不断增长的内在需求推动新能源汽车总量持续稳定增长。总体而言,2018年全年销量仍有望较快增长,全年可能实现110万辆产销量水平,2019年积分制开始执行,2019-2020年新能源汽车积分比例要求10%、12%,相应乘用车销量有望提升至124、194万辆。根据我们的测算,预计2018年至2020年我国新能源汽车的整体产量可达110、159、233万辆,相应动力电池需求可达51.8GWh、74.0GWh和113.9GWh,预计2018年后增速将从20%以下恢复至40%以上,其中2018-2020年三元电池需求量30GWh、51GWh和89GWh。
对于磷酸铁锂电池,由于不含有钴等贵重金属,回收拆解经济效益不高,但其循环性能较优,因此磷酸铁锂电池倾向适用于梯次利用。对于三元电池,因其含有钴贵金属元素,循环性能欠佳,因此三元电池倾向于拆解利用。
综上而言,假设国内动力电池磷酸铁锂全部用于梯次利用、三元全部用于拆解利用,实际使用寿命均为4年。其中,对于梯次利用的磷酸铁锂电池,假设2018年用于储能收益为0.5元/Wh,并且每年下降5%;对于拆解利用的三元电池,仅考虑钴锂回收价值,其中根据现有技术水准,金属钴回收率为95%,碳酸锂回收率85%,参考当前金属钴及碳酸锂价格走势,经过测算,至2020年电池回收市场空间可达107亿元(梯次利用90亿元、拆解利用17元),至2024年可提升至245亿元(梯次利用92亿元、拆解利用154亿元)。目前而言,由于早期电池技术约束、一致性差,梯次利用难度较大,同时钴锂价格仍在高位,因此拆解利用收益相对可观。
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