101GWh动力锂电池2030年报废 原材料回收利用产业发展可否“跟上趟”？

导读：为保证废旧电池整体综合回收再利用，需要在负极、电解液、隔膜等方面展开研究，并实现产业化。

电池业已迎来动力电池「退役潮」!

我国目前是全球最大的新能源汽车市场，随着电动汽车关键部件电池使用寿命的逐渐到期，动力电池的报废量也随之越来越大。

2014年，我国电动汽车销售量为7万辆;2015年，达到了30万辆;到2016年，达到50万辆;2018年，达到了105.3万辆。

2018年，宁德时代和比亚迪的电池装机量分别为23.43GWh和11.43GWh;2019年上半年，宁德时代和比亚迪电池装机量分别为13.85GWh和7.36GWh。

预计到2020年，我国车用动力电池需求将达到125GWh，而报废量将达到32GWh，报废电池折算为质量将达到约50万t;到2030年，动力电池报废量将达到101GWh，报废动力电池量约达到116万t。

目前，废旧动力锂离子电池回收方式主要有两种，一是梯次利用，二是拆解回收。

锂电池回收企业主要以回收三元正极材料为主。另外，一些小型企业以回收磷酸铁锂正极材料为主，但技术水平较低。

对于容量下降到50%以下无法继续使用的电池，只能进行拆解，并资源化回收利用。

此外，对于梯次利用的报废电池，也要进行拆解及资源化利用。

对于正极材料约占成本40%的锂离子电池，在回收时，重点考虑回收再利用正极材料。

锂离子电池按正极材料，主要可以分成磷酸铁锂与三元材料两种品种，磷酸铁锂由于安全性及循环性，主要用于公交车及小轿车。而三元材料电池由于其体积能量密度大，主要用于小轿车，两种电池的市场占有量均在45%左右。

由于磷酸铁锂发展的时间早，目前废旧磷酸铁锂电池量更大一些。

在资源化回收利用方面，国内的主要专业回收公司主要是对三元材料正极材料进行回收利用。

而磷酸铁锂中含锂4%左右，折合成碳酸锂有170kg左右，即1t磷酸铁锂粉体可回收碳酸锂170kg，因此，对于磷酸铁锂极片的回收，主要回收锂及铝。

目前，国内主要回收磷酸铁锂的是一些小型企业。由于技术原因，小型企业锂的回收率在85%左右，可回收碳酸锂约140kg。

此外，磷酸铁锂的主要成分为磷酸铁，由于没有回收被废弃，因此造成了资源浪费。

目前，磷酸铁锂正极材料回收技术主要存在成分未回收、酸碱消耗量大、成本较高、排放废水等问题。

废旧锂离子电池不经过处理，直接进入到冶炼炉内熔炼成合金，并进一步溶解合金，分离净化后获得高纯度的镍和钴的化合物，熔炼过程中产生的有害气体，会经过后续净化处理后排放，主要用于镍氢及废钴酸锂电池的处置。

火法工艺简单、易操作，且对各种废旧电池具有通用的效果，但处理流程长，有价金属综合回收率较低。

目前，国内主流的工艺路线为湿法处理路线，主要回收废旧锂离子电池正极材料中的有价金属。

湿法工艺需要对电池进行预处理，得到废旧电池正极材料粉体，采用无机酸浸出正极中的金属离子，使金属离子进入溶液，然后通过沉淀、萃取、盐析、离子交换、电化学等方法进一步分离、提纯得到其钴、镍、锂等金属元素化合物。

实际工业生产中，浸出过程常采用盐酸、硫酸和硝酸浸出正极材料中有价金属，同时添加氧化剂，盐酸浸出常用氯酸钠作为氧化剂。

目前，电池企业回收废旧锂主要采用湿法工艺，回收三元正极材料中的有价金属。

我国废旧动力锂离子电池回收处于初始阶段，工业上主要采用湿法回收正极材料中有价金属为主，通过无机酸溶解，萃取分离得到金属化合物作为产品出售。

骨干锂电池回收企业以回收三元正极材料为主，一些小型企业开展了磷酸铁锂正极材料回收工业生产，但只回收正极材料中的锂，技术水平较低，生产成本较高。

因此，为了保证废旧锂电池整体综合回收再利用，有必要在负极、电解液、隔膜等方面展开研究，并实现产业化。

尤其在拆解方面，需要重点研究，实现废旧锂离子电池有价成分的物理分离，降低回收再利用成本，保证锂离子电池行业的可持续发展。