15 中南大学-废旧锂电全组分回收关键技术.pdf

1、Page 1Central South University废旧锂电全组分回收与利用关键技术2023年10月报告人：周向阳中南大学Page 2Central South University废旧锂离子电池行业情况01Page 32020年起，我国已逐步进入动力电池规模化退役阶段，2021年退役量达到20.8万吨（约26GWh），2022年回收量30.0258万吨（约37.5GWh,包括电池、极片和黑粉形态的废料。其中三元废料回收量188692吨，占比63%；磷酸铁锂废料回收量94551吨，占比31%；钴酸锂废料回收量17015吨，占比6%。），预计2025年动力电池退役量102万吨（约169G

2、Wh）。招商证券推算，预计2025年全国退役锂离子电池总市场空间450亿。其中汽车动力电池350亿、小动力电池38亿、3C数码电池62亿，分别占行业规模78%、8.4%、13.6%。中国动力锂电池退役规模及后期预测镍钴锂需求趋势1.1 退役锂电市场规模#T#T期退役期退役量量(GWhGWh)=)=总装机总装机量量(T(T-5)5)7070%+%+总装机总装机量量(T(T-6)6)2020%+%+总装机总装机量量(T(T-7)7)1010%+T%+T期电池厂期电池厂废料；废料；#按照按照1GWH=60001GWH=6000吨吨计算。计算。Page 41.2 退役电池行业政策(1)Page 51.

3、2 退役电池行业政策(2)Page 61.3 退役电池行业误区误区1：有危险废弃物经营许可证的企业才能回收锂离子动力电池。环保部明确答复：锂电池未纳入国家危险废物名录，锂电池回收不需要“危险废物经营许可证”。误区2：废旧锂电池属于危险废物。环保部回函明确为“不属于”。误区3：只有“白名单”企业方可回收锂电池。行业规范公告管理办法指出，企业按自愿原则进行申请，手续齐全、合法即可回收。Page 7Central South University现行锂电回收技术与回收新思路02Page 82.1 回收主要技术路线主要有：干法、湿法与生物法三大类。Page 92.2 主要回收企业的工艺技术特点湿法回收

4、是主流工艺Page 10物理放电废旧电池不可控的安全问题；效率低与放电不完全的问题；化学放电放电时间长、效率低的问题；二次污染的问题(高COD废水)。电解液物理干法实际操作难度大，理想化；电解液残留污染依然存在；电解液湿法处理设备投入大、能耗高的问题；化学湿法存在二次污染问题。火法回收有价组分能耗高、产生大量有害气体；碳质组分与锂均未得到回收；湿法回收有价组分无差别浸出、化学药剂消耗大；含氟废水量大、环境不友好。关键问题1：放电过程存在安全风险，产生二次污染；关键问题2：电解液的处置成本高，二次氟污染难避免；关键问题3：锂与碳没得到高效回收，废水问题突出；2.3 现行回收工艺中的主要工序分析P

5、age 112.4 废旧电池全组分回收新思路新思路关键技术1.带电破碎2.各组分分离5.碳高值处理6.废水资源化3.优先提锂4.选择性浸出碳应用领域选择 废水处置清洁技术 Key 01集带电破碎与各组分高效分离于一体装备的开发。Key 02高效还原剂/氧化剂的开发，锂提取效率大于95%，不采用氨、氢气与纯氧，避开安评难题。Key 03高COD、含氟废水的资源化处置，开发除氟、脱色技术。Page 122.4 废旧电池全组分回收新思路废旧锂电单体带电破碎各组分分离铜、铝、线束、外壳等隔膜、电解液废旧正负极活性物质优先提锂+浸出含锂溶液碳质残渣回收有价组分电池级原材料再生负极等开发电池级碳酸锂制备初

6、级化工原料 解决含盐高有机物废水问题 解决各组分的高效分离问题 解决锂提取效率低下的问题 解决碳渣的高值化利用问题 解决硫酸钠废水资源化问题 解决有价组分的选择性浸出 解决隔膜电解液潜热的利用Page 13亮点01带电破碎，解决了传统盐水放电过程的二次污染问题；亮点02梯次热解，实现了外壳、隔膜、集流体/正负极粉的高效分离；亮点03催化重组+干法脱氟，实现三元粉的原位还原、减少了含氟废液；亮点04催化重组+干法脱氟+，尾气收尘，最大限度回收锂元素；亮点05亚临界浸出+精密除杂，实现三元粉中高纯锂盐的高效优先提取；亮点06电辅选择性提锂，实现废旧LFP中高纯锂盐的高效优先提取。Page 14Ce