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随着2016年底我国废旧锂离子电池的大批量的出现,实际上在国内很快形成了梯次利用市场,2017年初开始一些小型企业将动力电池包拆解得到电池单体进行批发,作为移动光源如手电筒、五金工具及低速电动车的电源使用。2017 年开始至少有10 家以上的小型企业进行该经营活动。早期确定的废旧动力电池梯次利用方向,作为储能系统实现废旧动力电池梯次利用,还设有得到实质性的推广。
从长远发展来看,废旧锂电池处理不当或随意丢弃,会对生态环境造成危害。如正极材料中的钴和镍等重金属元素、电解液中的有机物、负极中的碳材料等都会对水体和土壤造成污染,严重的可能数十年都难以恢复。有关部门正在快制定报废电池回收及再生利用的管理、技术和评价标准,如电池余量检测标准等;加快研究财税优惠、产业基金、积分管理等激励政策,探索动力锂电池残值交易等市场化模式,促进动力锂电池回收利用等各种优惠政策和措施。
物理分选法是指将电池拆解分离,对电极活性物、集流体和电池外壳等电池组分经破碎、过筛、磁选分离、精细粉碎和分类,从而得到有价值的高含量的物质。物理分离过程包括破碎、筛分、磁选、细碎和分类。实验利用一组旋转和固定叶片的破碎机进行破碎,利用不同孔径的筛子分类破碎物料,并利用磁力分离,物理分选法的操作较简单,但是分离锂离子电池实现金属回收。
锂离子电池具有体积小、质量轻、使用寿命长、安全性能好等特点,因此被广泛应用在移动电子设备、医疗设备、新能源设备等设备中。但是,随着锂离子电池使用量的增加,锂离子电池也面临着的回收处理压力。当前,废旧锂离子电池的回收行业发展迅速,其可以减少资源的过度消耗和环境污染等问题,市场发展前景十分可观,所产生的经济效益和社会效益也极为显著。对此,加强对废旧锂离子电池回收再利用技术的研究与应用至关重要。
在拆解废旧锂离子电池之前需要对其进行放电处理,这是为了防止锂离子电池的剩余电量造成安全隐患。常用的放电处理措施包括物理放电和化学放电。物理放电主要采用低温冷冻或者负载放电的方式;化学放电会将废旧锂离子电池放置在特定的盐溶液中,以实现锂离子电池的放电。浸泡盐溶液的浓度需要严格控制,好选用低浓度的盐溶液,以免废旧锂离子电池在放电过程中发生电解液的泄漏,进而污染锂离子电池的电极片。化学放电的处理方式适用范围相对较广,但是这种处理方式的操作时间相对较长。
当废旧锂离子电池被完全放电后,需要拆解电池的正极材料、负极材料、隔膜和外壳等。电池的拆解既可以用人工操作,也可以通过机械处理来完成。通常情况下,人工拆解主要用于实验室研究,拆解的工作量相对较小;机械拆解是借助冲击破碎机来拆解与粉碎电池,可以实现大规模的工业化处理,而且机械拆解所得的正极材料更纯净,其杂质含量相对较少,更方便后续的操作处理。
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