张盈-退役磷酸铁锂电池高值回用技术.pdf

1、退役磷酸铁锂电池高值回用技术技术团队：郑诗礼，张盈，张洋，王晓健，乔珊等2024-05-31，江苏 苏州中国科学院过程工程研究所1报告提纲磷酸铁锂电池市场需求分析退役电池回收技术研究现状退役LFP电池回收技术思路电池黑粉制电池级材料进展结语与展望2报告提纲磷酸铁锂电池市场需求分析退役电池回收技术研究现状退役LFP电池回收技术思路电池黑粉制电池级材料进展结语与展望3全球气候快速变暖是人类面临的最大挑战之一Globe Warming!4全球应对措施：碳中和5到2050年实现碳中和是全球最为最紧迫的任务 2015年，中国新能源汽车产量开始放量 2023年，销量达到950万辆，年增长率37.9%我国新

2、能源汽车快速发展61.87.533.150.777.7125.6120.6136.7157.5688.7949.5-50050100150200250300350400020040060080010002013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023Chinas new energy vehicle sales(10,000 units)YoY(Year-on-year percentage)(10k units)(%)新能源产业发展前景巨大72021.3，总书记提出：构建以新能源为主体的新型电力系统报告提纲磷酸铁锂电池市场需求分析退

3、役电池回收技术研究现状退役LFP电池回收技术思路电池黑粉制电池级材料进展结语与展望8 当电池容量衰减到初始容量的80%左右，电池将退役；亟待回收处理的电池主要为LFP电池，占比达60%以上。2022年，退役电池数量年，退役电池数量20万吨万吨LFP电池退役量面临爆发式增长9数据来源：中商产业研究院整理数据来源：工信部装备司，高工锂电等31.08%16.24%20.61%3.10%9.94%5.09%11.59%2.35%正极材料正极材料石墨石墨电解液电解液隔膜隔膜铜铜铝铝外壳外壳其他其他正极材料正极材料石墨负石墨负极极电解液电解液铜铜铝铝外壳外壳LFP电芯典型组成电芯典型组成(wt%)石墨负极

4、石墨负极退役磷酸铁锂电池是重要的城市矿产集流体和正极材料极具回收价值铜箔铜箔10%正极材料正极材料31%Li 1.2%铝箔铝箔5.1%10我国废旧LFP电池利用的主流技术与问题11退役退役LFPLFP电池电池铁铁/磷废渣磷废渣铜铜/铝铝外壳外壳拆拆/破破/分分磷酸铁锂磷酸铁锂废正极废正极粉粉修复再生修复再生湿法提锂湿法提锂锂盐产品锂盐产品(Li2CO3,LiCl,Li3PO4)修复修复正极材料正极材料精确拆解正极料精确拆解正极料 操作过程安全性差 F/P/有机物二次污染重 粘结态组分分选效果差 修复产品一致性较差,电化学性能不佳 提锂后产生的铁/磷废渣无有效资源化方法报告提纲磷酸铁锂电池市场需

5、求分析退役电池回收技术研究现状退役LFP电池回收技术思路电池黑粉制电池级材料进展结语与展望12磷酸铁锂制备技术现状 液相法（德方纳米）：高倍率、低温性能好，压实密度低 固相法：工艺/设备简单、过程可控性好，产品质量稳定13Li2CO3+2FePO4+C6H12O6 2LiFePO4/C+CO2+H2O固相法是磷酸铁锂主要制备方法14生产厂家：安达科技、裕能、贝特瑞、万润、天赐等化学法回收废旧电池的总体思路锂铁磷：从电池中来，到电池中去锂铁磷：从电池中来，到电池中去15报告提纲磷酸铁锂电池市场需求分析退役电池回收技术研究现状退役LFP电池回收技术思路电池黑粉制电池级材料进展结语与展望16 主要物

6、相：磷酸铁锂（LiFePO4）、石墨和Li1.406Mn1.592O4 形貌：废粉由1 m以下的小颗粒粘结团聚构成 Al,Cu：来源于铝箔、铜箔，为单独物相；Ni,Co,Mn：来源于混入的三元电池；Ti、Zr等为掺杂元素 F：来源于电解质LiPF6及粘结剂PVDF C：来源于负极石墨及导电剂炭黑杂质种类多、形态复杂、多物相夹杂形貌17杂质来源选择性提锂铁磷渣杂质多、组成复杂18 含来自于集流体、三元材料、正极材料掺杂物质等多元杂质 铁磷渣主要物相为磷酸铁和石墨，因黏结剂粘结作用粒度分布宽提锂渣制磷酸铁技术路线19提