電池充放電原理編輯 播報(bào) 磷酸鐵鋰電池回收的充放電反應(yīng)是在LiFePO4和FePO4兩相之間進(jìn)行。在充電過(guò)程中，LiFePO4逐漸脫離出鋰離子形成FePO4，在放電過(guò)程中，鋰離子嵌入FePO4形成LiFePO4。 [2] 電池充電時(shí)，鋰離子從磷酸鐵鋰晶體遷移到晶體表面，在電場(chǎng)力的作用下，進(jìn)入電解液，然后穿過(guò)隔膜，再經(jīng)電解液遷移到石墨晶體的表面，而后嵌入石墨晶格中。 [2] 與此同時(shí)，電子經(jīng)導(dǎo)電體流向正極的鋁箔集電極，經(jīng)極耳、電池正極柱、外電路、負(fù)極極柱、負(fù)極極耳流向電池負(fù)極的銅箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體流到石墨負(fù)極，使負(fù)極的電荷達(dá)至平衡。鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后，磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)化成磷酸鐵。 [2] 電池放電時(shí)，鋰離子從石墨晶體中脫嵌出來(lái)，進(jìn)入電解液，然后穿過(guò)隔膜，經(jīng)電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面，然后重新嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)。 [2] 與此同時(shí)，電子經(jīng)導(dǎo)電體流向負(fù)極的銅箔集電極，經(jīng)極耳、電池負(fù)極柱、外電路、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體流到磷酸鐵鋰正極，使正極的電荷達(dá)至平衡。鋰離子嵌入到磷酸鐵晶體后，磷酸鐵轉(zhuǎn)化為磷酸鐵鋰。 [2]

鋰電池回收：在真空條件下，電池被送到保持露點(diǎn)的電解液收集裝置；電池上的穿刺孔被針頭刺破形成排水孔，電池中的電解液從排水孔流出，直接進(jìn)入電解液收集池；電解液自然流出30 ~ 60 min后，將電解液收集池中的電解液加入氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)釜中，然后加入濃度為30 ~ 50%的氧化鋇乙醇溶液回收氟化鋰循環(huán)使用。 2021年我國(guó)迎來(lái) 批動(dòng)力電池退役高峰期。近日，多部委發(fā)文規(guī)劃循環(huán)經(jīng)濟(jì)，動(dòng)力電池回收成為規(guī)劃中的重要一塊，被多次提及。 7月7日，發(fā)改委等部委發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的通知》，其中提出推動(dòng)廢舊動(dòng)力電池循環(huán)利用行動(dòng)，加強(qiáng)新能源汽車(chē)動(dòng)力電池溯源管理平臺(tái)建設(shè)，完善新能源汽車(chē)動(dòng)力電池回收利用溯源管理體系。廢舊動(dòng)力電池循環(huán)利用行動(dòng)，將由工業(yè)和信息化部會(huì)同發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部等部門(mén)組織實(shí)施；同時(shí)還進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)要培育廢舊動(dòng)力電池綜合利用骨干企業(yè)，促進(jìn)廢舊動(dòng)力電池循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

動(dòng)力電池的回收利用主要包括兩種方法，即報(bào)廢拆解與梯次利用。目前政策引導(dǎo)是鼓勵(lì)先梯次利用、再拆解回收，以充分發(fā)揮廢舊電池的經(jīng)濟(jì)效益。但受制于電池均一性和成本影響，目前梯次利用的量比較小。數(shù)據(jù)顯示，2017年，全國(guó)報(bào)廢拆解和梯次利用的鋰電池（含數(shù)碼鋰電）共8.3萬(wàn)噸，其中電池拆解占比高達(dá)95%。 報(bào)廢拆解是當(dāng)前主流 目前，動(dòng)力電池回收基本通過(guò)報(bào)廢拆解實(shí)現(xiàn)。動(dòng)力電池報(bào)廢拆解的流程是：放電、拆解電池系統(tǒng)、拆解電池模組、電池包處理和材料提純，從而實(shí)現(xiàn)從廢舊動(dòng)力電池系統(tǒng)向可再次利用的高純鋰鹽和高純過(guò)渡金屬的轉(zhuǎn)變。鋰電回收的核心環(huán)節(jié)在于電池包處理和材料提取，在這兩個(gè)環(huán)節(jié)采用物理、化學(xué)或者生物的方法，將廢舊動(dòng)力電池中的金屬元素提純，生產(chǎn)可再次利用的動(dòng)力電池所需的原材料。 動(dòng)力電池拆解回收目前主要集中在對(duì)正極材料的回收上，回收方法有干法回收、濕法回收和生物回收技術(shù)。 干法回收主要是指使用機(jī)械分選法和高溫?zé)峤夥ㄖ苯訉?shí)現(xiàn)各類(lèi)電池材料或者有價(jià)金屬的回收，但是確定也比較明顯，容易造成二次污染而且能耗高，不符合節(jié)能減排的環(huán)保政策。 濕法冶金方法是對(duì)鋰電池進(jìn)行破碎分選一溶解浸出一分離回收的處理過(guò)程。這一方法的優(yōu)勢(shì)就是產(chǎn)品純度高，化學(xué)反應(yīng)選擇多，對(duì)操作和設(shè)備要求低，但是缺點(diǎn)是反應(yīng)速度慢，工藝復(fù)雜、成本偏高。 生物回收技術(shù)主要是利用微生物浸出，將體系的有用組分轉(zhuǎn)化為可溶化合物并選擇性地溶解出來(lái)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)組分與雜質(zhì)組分分高，終回收鋰、鈷、鎳等有價(jià)金屬，但是目前微生物菌類(lèi)培養(yǎng)困難，浸出環(huán)境要求高。 具體采用哪種方法，根據(jù)電池種類(lèi)不同，會(huì)有不同的工藝流程，但是值得注意的是，任何工藝，每一步、每一個(gè)細(xì)節(jié)，如果處理不當(dāng)，都可能會(huì)涉及電池和處理中的二次污染問(wèn)題。國(guó)外部分企業(yè)目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化處理廢舊動(dòng)力電池，它們采用不同的技術(shù)手段，回收的材料以鋰鈷鎳等金屬為主。我國(guó)動(dòng)力電池回收企業(yè)如格林美、邦普循環(huán)等在資源再生領(lǐng)域深耕多年，工藝水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水準(zhǔn)。 梯次利用是發(fā)展方向 目前擺在梯次利用面前的有兩個(gè)技術(shù)問(wèn)題，離散整合技術(shù)和壽命檢測(cè)技術(shù)。動(dòng)力電池發(fā)展至今，不同廠商電池的一致性較低，這對(duì)梯次利用造成了很大障礙。同時(shí)，電池的容量、電壓、內(nèi)阻等在梯級(jí)利用時(shí)，會(huì)在很少的循環(huán)次數(shù)下形成斷崖式下跌，對(duì)后期使用維護(hù)造成極大困難。整體來(lái)看，梯次利用的投入成本仍高于采購(gòu)新電池的成本，因此目前國(guó)內(nèi)的退役動(dòng)力電池梯次利用仍處在試點(diǎn)階段。 中國(guó)鐵塔有著龐大的基站、儲(chǔ)能布局，足夠承接退役磷酸鐵鋰動(dòng)力電池規(guī)模。政府鼓勵(lì)電池企業(yè)和車(chē)企與鐵塔合作，開(kāi)展動(dòng)力電池梯次利用試點(diǎn)。2018年7月25日，工信部等七部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于做好新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收利用試點(diǎn)工作的通知》，擴(kuò)大梯次利用試點(diǎn)范圍，以17個(gè)省市和地區(qū)以及中國(guó)鐵塔股份有限公司為試點(diǎn)，做好新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收利用試點(diǎn)工作。 相比之下，國(guó)外企業(yè)在梯次利用上走得更快。例如，4REnergy公司是日產(chǎn)汽車(chē)與住友商事株式會(huì)社在2010合資成立的，致力于實(shí)現(xiàn)日產(chǎn)聆風(fēng)的鋰電池二次商業(yè)化利用，回收日本和美國(guó)市場(chǎng)中聆風(fēng)汽車(chē)的廢舊電池用于住宅及商用的儲(chǔ)能設(shè)備，目前已經(jīng)推出兩款儲(chǔ)能電池產(chǎn)品。 總的來(lái)說(shuō)，隨著針對(duì)電池管理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，對(duì)電池的跟蹤檢測(cè)會(huì)逐漸普及，未來(lái)梯級(jí)利用的空間將非常大，并成為主流方法之一。