新能源電池在應(yīng)用后如何處理？怎樣進(jìn)行回收？

新能源車電池報(bào)廢后會采取階梯利用和拆解回收兩種方式。

1、階梯利用：目前常見的新能源車電池在報(bào)廢時(shí)，通常還有60%以上的儲能能力，如果直接拆解回收太過浪費(fèi)。

這些動力電池可以給不太講究電池性能的企業(yè)使用，比如發(fā)電站的儲能電池、居民樓的儲能電池、應(yīng)急電源儲能等。這種階梯化的再利用可以使動力電池的全生命周期得到充分利用。

2、拆解回收：階梯利用完之后，就需要對動力電池進(jìn)行拆解回收。

以前的鉛酸電池污染較大，相比之下現(xiàn)在主流的磷酸鐵鋰電池就要環(huán)保許多。其中不含汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素，磷、酸、鐵、鋰元素都可以回收再利用。不過三元鋰電池的電解液有污染，需要經(jīng)過多道無害化處理才能排入河流。

由于廢舊電池中仍殘留部分電量，所以預(yù)處理過程包括深度放電 過程、破碎、物理分選; 二次處理的目的在于實(shí)現(xiàn)正負(fù)極活性材料與基底 的完全分離，常用熱處理法、有機(jī)溶劑溶解法、堿液溶解法以及電解法 等來實(shí)現(xiàn)二者的完全分離;按提取工藝分類，電池的回收方法主要可分 為：干法回收、濕法回收和生物回收 3 大類技術(shù)。

1、

干法回收

是指不通過溶液等媒介，直接實(shí)現(xiàn)材料或有價(jià)金屬的回收。 其中，主要使用的方法有物理分選法和高溫?zé)峤夥ā?

(1)物理分選法：物理分選法是指將電池拆解分離，對電極活性物、集流體和電池外 殼等電池組分經(jīng)破碎、過篩、磁選分離、精細(xì)粉碎和分類，從而得到有價(jià)值的高含量的物質(zhì);提出的一種利用硫酸和過氧化氫從鋰離子電池廢液中回收 Li、Co 的方法中，包括物理分離含金屬顆粒和化學(xué)浸出 2 個(gè)過程;其中物理分離過程包括破碎、篩分、磁選、細(xì)碎和分類。實(shí)驗(yàn)利用一組旋轉(zhuǎn)和固定葉片的破碎機(jī)進(jìn)行破碎，利用不同孔徑的篩子分類破碎物料，并利用磁力分離，做進(jìn)一步處理，為后續(xù)化學(xué)浸出過程做準(zhǔn)備。

*研發(fā)的研磨技術(shù)和水浸除工藝的基礎(chǔ)上，開發(fā)一種利用機(jī)械化學(xué)方法從鋰硫電池廢料中回收鈷和鋰的新方法。該方法利用行星式球磨機(jī)在空氣中共同研磨鈷酸鋰(LiCoO2)與聚氯乙烯(PVC)，以機(jī)械化學(xué)地方式 形成 Co 和氯化鋰(LiCl);隨后，將研磨產(chǎn)物分散在水中以萃取氯化物。，研磨促進(jìn)了機(jī)械化學(xué)反應(yīng)。隨著研磨的進(jìn)行，Co 和 Li 的提取收率都得 到提高。30min 的研磨使得回收了超過 90%的 Co 和近 100%的鋰。同時(shí)PVC 樣品中約90%的氯已經(jīng)轉(zhuǎn)化為無機(jī)氯化物。

*物理分選法的操作較簡單，但是不易完全分離鋰離子電池，并且在篩分和磁選時(shí)，容易存在機(jī)械夾帶損失，難以實(shí)現(xiàn)金屬的完全分離回收。

(2)高溫?zé)峤夥ǎ菏侵笇⒔?jīng)過物理破碎等初步分離處理的鋰電池材料，進(jìn)行高溫培燒分解，將有機(jī)粘合劑去除，從而分離鋰電池的組成材料;同時(shí)還可以使鋰電池中金屬及其化合物氧化還原并分解，以蒸汽形式揮發(fā)，后再用冷凝等方法收集。

*利用廢舊鋰離子電池制備 LiCoO2時(shí)，采用高溫?zé)峤夥?。Lee 等首先將 LIB樣品在馬弗爐中100～150℃的環(huán)境下熱處理1h;其次將經(jīng)熱處理的電池切碎以釋放電極材料;樣品用專為該研究設(shè)計(jì)的高速粉碎機(jī)進(jìn)行拆解，按照大小分類，大小范圍為 1～50mm。然后，在爐中 進(jìn)行 2 步熱處理，第一次在 100～500℃下熱處理 30min，第二次在300～500℃下熱處理 1h，通過振動篩選將電極材料從集流體中釋放出來;接下來通過在500～900℃的溫度下燒 0.5～2h，燒掉碳和粘合劑，獲得陰極活性材料 LiCoO2;實(shí)驗(yàn)表明，碳和粘合劑在 800℃ 時(shí)被燒掉。

*高溫?zé)峤夥ㄌ幚砑夹g(shù)工藝簡單，操作方便，在高溫環(huán)境下反應(yīng)速度快，效率高，能夠有效去除粘合劑;并且該方法對原料的組分要求不高，比較適合處理大量或較復(fù)雜的電池;但是該方法對設(shè)備要求較高;在處理 過程中，電池的有機(jī)物分解會產(chǎn)生有害氣體，對環(huán)境不友好，需要增加凈化回收設(shè)備，吸收凈化有害氣體，防止產(chǎn)生二次污染，因此該方法的處理成本較高。

因廢舊電池回收廢水中含硫酸鹽物料(鎳鈷錳硫酸鹽)品種繁多，目前各類廢舊電池種類眾多，主要有鋰離子電池、鎳氫電池和鎳鎘電池。廢舊電池回收廢水水質(zhì)復(fù)雜，處理難度大。

廢舊電池回收廢水特點(diǎn)：因廢舊電池種類繁多，含重金屬物料，主要有鋰離子電池、鎳氫電池和鎳鎘電池。

廢舊電池回收廢水水質(zhì)復(fù)雜，其主要特點(diǎn)有：

1、污染物濃度較高;

2、毒性大，廢舊電池回收廢水中除含有大量污染物及有害重金屬物質(zhì);

3、電池中的有色金屬會對環(huán)境造成污染，還包括一些可以回收的貴金屬可以循環(huán)利用。

廢水危害：廢舊電池回收廢水處理的含硫酸鹽物料(鎳鈷錳硫酸鹽)廢水成分復(fù)雜、有毒、有害處理難度大。這些廢舊電池中含有大量的有價(jià)金屬，如鎳、鈷、銅、鋁、鐵、鋰 等，因此回收廢舊電池不僅能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且可減少電池中有害物質(zhì)。

廢舊電池回收廢水處理難點(diǎn)：由于廢舊電池回收行業(yè)是新興行業(yè)，目前的處理方法均或多或少的存在局限性，尚未設(shè)計(jì)出合理簡單、成本低廉、處理效率高的符合該行業(yè)廢水特點(diǎn)的水處理工藝，各中小型企業(yè)在回收過程中，往往怯步于處理系統(tǒng)的高造價(jià)和高運(yùn)行成本。大型企業(yè)通常采用超濾-反滲透工藝對初濾水做進(jìn)一步處理，所得水質(zhì)可達(dá)生活用水標(biāo)準(zhǔn)。

處理方法：廢舊電池回收廢水處理的方法主要電解法、化學(xué)沉淀法、生物吸附法、離子交換法等，四種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，電解法并不適用于低濃度的重金屬廢水處理，可能需要配備提濃設(shè)施;化學(xué)沉淀法在對重金屬處理過程中會產(chǎn)生大量的廢渣，若不對其進(jìn)行二次處理，極有可能產(chǎn)生二次污染;生物吸附法不適用于高濃度的污水環(huán)境，且菌種對于環(huán)境溫度、氣壓等要求苛刻;離子交換法適用于低濃度廢水處理，并且系統(tǒng)中的交換沸石、樹脂等需要頻繁清洗，定期更換，整個(gè)系統(tǒng)維護(hù)成本高，運(yùn)行成本高。

針對高濃度的廢舊電池廢水可考慮進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，進(jìn)行污水處理。

隨著新能源汽車的普及，未來幾年內(nèi)預(yù)計(jì)將有大量的電池報(bào)廢需要回收和處理。對于這些廢棄電池的處理，不僅關(guān)乎環(huán)境保護(hù)和污染防治問題，同時(shí)也是一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)和社會責(zé)任。

電池管理與回收

對于新能源汽車電池的管理，首先需要實(shí)現(xiàn)電池的梯次利用。所謂梯次利用，就是通過專業(yè)的管理系統(tǒng)，將電池在不同的階段進(jìn)行運(yùn)用，以延長電池的使用壽命。

一般來說，新能源電車使用的動力電池在車輛使用過程中一般會經(jīng)歷三個(gè)階段的運(yùn)用。第一階段是電池在車輛使用過程中的一線使用，這是電池的主要使用階段，通常可以使用5-8年時(shí)間。

第二階段是電池在車輛使用過程中的二線使用，它可以通過再生能源發(fā)電儲備電量的方式進(jìn)行利用。第三階段是電池的回收利用，可以更加完整地回收電池中的有價(jià)元素和高價(jià)值材料。

在電池的回收利用階段，需要對電池進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測和監(jiān)測，以評估其使用壽命和性能情況。目前主要采用的方法有開路電壓法、放電電流法和自放電法。

這些方法可以檢測電池的開路電壓、內(nèi)阻、容量等指標(biāo)，判斷電池的電化學(xué)性能是否正常，以便對其進(jìn)行回收和處理。

電池回收和處理技術(shù)

電池拆解：電池拆解是電池回收和處理的第一步，它是將電池分解成各個(gè)組件的過程。目前主要采用的方法是采用機(jī)械和化學(xué)方法。

機(jī)械方法是指使用機(jī)械設(shè)備將電池的外殼和內(nèi)部組件分離，例如使用鉆頭或鋸子將電池外殼打破，去除電極和電解質(zhì)等成分。

化學(xué)方法是指通過化學(xué)反應(yīng)來將電池分解成各個(gè)組件，例如使用酸或堿溶液對電池內(nèi)部進(jìn)行分解。

有價(jià)元素回收：有價(jià)元素回收是電池回收和處理的重要環(huán)節(jié)之一，包括鈷、鎳和鋰等元素的回收。這些元素在電池中含量較高，可以通過特定的回收技術(shù)進(jìn)行提取。

例如將廢舊電池中的鎳和鈷通過熱解或氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氧化物。經(jīng)過精細(xì)處理和提煉后，這些氧化物可以用于生產(chǎn)新一輪的電池，實(shí)現(xiàn)了元素的循環(huán)利用。

環(huán)境保護(hù)：在電池回收和處理過程中，需要考慮對環(huán)境的保護(hù)和污染防治問題。因?yàn)殡姵刂泻性S多有毒有害的化學(xué)物質(zhì)，如果直接進(jìn)行處理或放置，會對環(huán)境造成極大的影響。

因此，在電池處理和回收過程中，需要采用專業(yè)的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行處理和清洗，以確保廢棄電池得到安全有效的處理，避免對環(huán)境和人體造成危害。

未來的可持續(xù)發(fā)展趨勢

未來，隨著新能源汽車的不斷普及和推廣，電池回收和處理將成為一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)和社會責(zé)任。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，電池回收和處理需要不斷創(chuàng)新和發(fā)展新技術(shù)。

具體來說，電池回收和處理需要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方面的發(fā)展：

綠色、智能技術(shù)：隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，綠色、智能化的電池處理技術(shù)將成為未來的發(fā)展趨勢。

例如，可以采用人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電池回收和處理的自動化、智能化管理。同時(shí)，利用綠色技術(shù)和清潔能源來實(shí)現(xiàn)電池回收和處理的資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)。

產(chǎn)業(yè)聯(lián)動和資源共享：電池回收和處理需要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)聯(lián)動和資源共享，通過制定聯(lián)合回收和處理計(jì)劃和機(jī)制，使各個(gè)電池制造商能夠共同使用回收和處理設(shè)施。

同時(shí)，可以建立電池回收和處理產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)電池回收和處理的綠色轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)資源共享和循環(huán)利用。