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废旧锂电池的回收利用探讨

五度易链 2018-10-05 2502 161

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废旧锂电池逐渐涌入市场后一方面会导致浪费资源,另一方面会造成污染环境、危害人类的健康,同时也危及子孙后代的发展。这些都使得废旧锂电池的回收利用意义重大。目前回收方法主要有阶梯利用和拆解回收。其中拆解回收中的化学法是业内最常用的方法,也是技术最纯熟的方法,而生物法是最有前途的方法。

  摘要:废旧锂电池逐渐涌入市场后一方面会导致浪费资源,另一方面会造成污染环境、危害人类的健康,同时也危及子孙后代的发展。这些都使得废旧锂电池的回收利用意义重大。目前回收方法主要有阶梯利用和拆解回收。其中拆解回收中的化学法是业内最常用的方法,也是技术最纯熟的方法,而生物法是最有前途的方法。
  锂电池,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解液溶液的电池。锂的化学性质十分活泼:在空气中就会被氧化使原本银白色的锂变为白色疏松的化合物,甚至会自燃;它遇水会发生剧烈的化学反应,生成氢气并发生爆炸。虽然20世纪70年代首个锂电池就诞生了,但是正是锂的这种活泼的化学性质使锂电池在很长时间都没有发展。直到1991年索尼公司才发布了第一个商用锂离子电池。随后,它的用途渐渐增多,最终使整个电子产业链受益。
  锂电池的寿命一般为300~500个充电周期,初步估计其寿命一般在两年至三年。前期不少的锂电池已经进入市场,同时当前新能源汽车的需求不断增加(在我国主要是锂电池),使得锂电池需求不断上升。但是这也带来了相关的问题:随着首批报废的锂电池已经进入市场,预计越来越多的废旧锂电池会产生,未来我们将面临严峻的锂电池的回收问题。
  为什么要回收锂电池
  首先,地球上的资源是有限的,包括各种矿产资源、化石能源甚至水等资源。工业革命以来各种资源的消耗速度都远远大于工业革命之前,如果我们只是一昧地开采、开发,资源迟早会消耗殆尽,最终危机子孙后代的生存。
  其次,从环保的角度出发,我们也应该回收锂电池并加强废旧锂电池处理工艺的开发,最终形成一个完整、高效的产业链。废旧锂电池中含有大量的金属钴、镍、铜、铝等。相对于可以看见或者闻到空气和水污染,重金属的污染常常是隐蔽的。如果处理废旧锂电池方法是随着生活垃圾一起焚烧或者深埋于地下,都会使各种重金属进入土壤,而重金属在土壤中是不可分解的,最终通过食物链进入人体并在人体中富集,威胁人类的健康,钴对我们的皮肤有放射性损伤,而当铝积累过多时,使儿童智力低下、使中年人造成记忆力减退等。
  回收方法
  锂电池的回收主要有阶梯利用和拆解回收两种方法。
  阶梯利用方法通俗的说就是充分利用锂电池的剩余价值,在某一阶梯上难以维系时转而应用于下一梯度,直到没地方利用为止。只有那些没有任何利用价值的电池才被成为废电池。我国铁塔公司经过两年在多个省市试点、测试及研究,最终在2018年对其动力电池的阶梯利用法案全面肯定。这是我国阶梯利用的一大进步,这必将带来商业化突破。
  但是这种方法目前由于回收体系不完善,而且关于何时回收、何种程度进入下一阶梯的使用还没有统一的标准,进而引起大家的担忧。
  第二种方法是拆解回收。拆解回收废锂离子电池的具体方法分为物理法、化学法和生物法这三类。物理法包括火法、机械破碎浮选法、机械研磨法等。其中火法又被称为干法,但是这种方法会引起大气污染。化学法又被称为湿法,是行业内最常用的方法。其具体方法是通过化学试剂把正极的金属离子浸出,然后在通过沉淀、萃取等方法把金属分离出来,该方法技术纯熟。生物处理法目前还处于研究阶段,未能大规模运用。这是因为微生物对环境的适应能力较弱且对温度要求比较苛刻等因素限制其发展。传统的干法和湿法流程长、成本高且使用的各种溶液同样会造成种种污染,相对于这两种方法来说,生物法成本低、耗能低、更加环保。生物法的种种优点使其前景广阔、前途一片广明。
  结语

随着我国逐渐进入新能源汽车电池大规模回收期,锂电池的回收及后续处理越来越重要。当前我国有必要加快形成完善、高效的锂电池回收产业链、出台相关的阶梯利用标准;同时也要加强生物法的研发,尽快使生物法应用于实践以提高废旧锂电池的回收效率。

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