Technologie voor de revitalisering van afgedankte lithium-ionbatterijen: natte recyclingtechnologie is voornamelijk

著者：Iflowpower – Lieferant von tragbaren Kraftwerken

Technologieprofiel voor het terugwinnen van lithium-ionbatterijen De technologie voor het terugwinnen van lithium-ionbatterijen omvat de ingrediënten van lithium-ionbatterijen, op basis van hun respectievelijke fysica, chemische eigenschappen en scheiding. Over het algemeen wordt het gehele herstelproces in vier delen verdeeld: (1) Voorbehandelingsdeel; (2) Reparatie van het elektrodemateriaal; (3) Uitloging van een verhoudingsmetaal; (4) Chemische zuivering. Tijdens het terugwinningsproces kan de terugwinningstechnologie van lithium-ionbatterijen, afhankelijk van het verschillende extractieproces, worden onderverdeeld in drie categorieën: (1) droge terugwinningstechnologie; (2) natte terugwinningstechnologie; (3) biologische terugwinningstechnologie.

Droge recycling Belangrijke onderdelen zijn mechanische scheiding en thermische oplossingen met hoge temperaturen (of hogetemperatuurmetallurgie). Het droge recyclingproces is kort en het meer gerichte recyclingproces is niet sterk. Het is een eerste fase om metaalscheiding te bereiken.

Het is belangrijk om te verwijzen naar de methode voor het terugwinnen van het materiaal of een verhouding van het materiaal of een voorrecht van het materiaal, wat belangrijk is, is dat de batterij wordt vermalen door middel van een fysieke sorteermethode en een hitteoplossing met hoge temperatuur, of door middel van deling bij hoge temperatuur om organisch materiaal te verwijderen voor verdere recycling van elementen. De technologie voor natte recycling is ingewikkelder, maar het terugwinningspercentage van elk kostbaar metaal is hoog. Bovendien is het momenteel belangrijk om afval van nikkelbatterijen en lithium-ionbatterijen te verwerken. Natte hersteltechnieken zijn metastasering en brengen metaalionen over van elektrodematerialen naar het uitloogmedium, en vervolgens door ionenuitwisseling, precipitatie, adsorptie, enz.

Extractie in oplossing. De technologie voor biologische terugwinning is goedkoop, vervuilt nauwelijks, is herbruikbaar en vormt de ideale richting voor de technologie voor de terugwinning van lithium-ionbatterijen in de toekomst. Biologische terugwinningstechnieken zijn belangrijk om microbiële uitloging te gebruiken, de bruikbare componenten van het systeem om te zetten in oplosbare verbindingen en selectief op te lossen, om een ​​oplossing te verkrijgen die effectief metaal bevat, de doelcomponent en onzuiverheidscomponenten te realiseren en uiteindelijk lithiummetaal terug te winnen.

Momenteel is het onderzoek naar de technologie voor biologische terugwinning nog maar net begonnen. Daarmee worden geleidelijk oplossingen gevonden voor de teelt van zeer efficiënte stammen, periodieke problemen en controleproblemen met betrekking tot uitspoelingsomstandigheden. Vanuit de volgorde van het terugwinningsproces is de eerste stap: het voorbehandelingsproces. Het doel hiervan is om in eerste instantie het prijsgedeelte van de oude lithium-ionbatterij te scheiden, het elektrodemateriaal efficiënt en selectief te verrijken, enz., om de daaropvolgende recycling te vergemakkelijken. Het proces verloopt goed.

Het voorbehandelingsproces bestaat doorgaans uit een combinatie van breken, malen, zeven en fysieke scheiding. Belangrijke voorbehandelingsmethoden zijn onder meer: ​​(1) voorlading; (2) mechanische scheiding; (3) warmtebehandeling; (4) alkali-oplossing; (5) oplossen van oplosmiddelen; (6) handmatige demontage, enz. Stap 2: Scheiding van de materialen.

De voorbehandelingsfase wordt verrijkt om een ​​gemengd elektrodemateriaal van de positieve elektrode en de negatieve elektrode te verkrijgen, om het gezamenlijke herstel van Co, Li, enz. te scheiden en het gemengde elektrodemateriaal selectief te extraheren. Het proces van materiaalscheiding kan ook worden onderverdeeld in een classificatietechnologie van droog herstel, nat herstel en biologisch herstel: (1) uitloging met anorganisch zuur; (2) biometrische uitloging; (3) mechanische chemische uitloging.

Stap 3: Chemische zuivering. Het doel hiervan is om de verschillende metalen met een hoge toegevoegde waarde in de oplossing die ontstaat door het uitloogproces te scheiden en te zuiveren. De uitloogoplossing bevat meerdere elementen zoals Ni, Co, Mn, Fe, Li, Al en Cu, waarbij Ni, Co, Mn en Li een belangrijk teruggewonnen metaalelement zijn.

Nadat de pH is aangepast, wordt de selectie van Al en Fe gemaakt en worden de elementen zoals Ni, Co, Mn en Li in het uitloogproces verder verwerkt. Veelgebruikte recyclingmethoden zijn chemische precipitatie, zoutanalyse, ionenuitwisselingsmethode, extractiemethode en elektrodepositiemethode. Technische routes en trends in krachtige lithium-ionbatterijen in binnen- en buitenland: Het natte proces en pyrolyse bij hoge temperaturen zijn mainstream. Buitenlandse mainstream batterijrecyclingbedrijven kunnen het recyclingproces vinden. Momenteel is het mainstream lithium-ionbatterijrecyclingproces nat. Het proces en de hoge temperatuur zijn de belangrijkste en een groot deel is geïnvesteerd in de industriële productiefase.

De economie van lithiumwinning, het model van zelfdemontage door batterijfabrikanten of demontage door derden is sinds 2015 gangbaar, met de opkomst van de auto-industrie met nieuwe energie en de ontwikkeling van batterijmaterialen (in de richting van ternaire materialen met een hoog nikkelgehalte). De prijs van kobalt, nikkel en lithiumcarbonaat/lithiumhydroxide zal met een bepaalde amplitude worden verhoogd. Hierdoor is het mogelijk om de economische waarde van oude lithium-ionbatterijen terug te winnen. Het gemiddelde kilometerstand van een privéauto in mijn land bedraagt ​​ongeveer 16.000 kilometer.

Onder de gebruiksomstandigheden van privéauto&39;s bedraagt ​​de levensduur van puur elektrische/plug-in auto&39;s ongeveer 4 tot 6 jaar; vergelijkbare bussen, huurauto&39;s, etc. Verschillende soorten dynamische lithium-ionbatterijen hebben verschillende metalen. Volgens gezaghebbende instellingen wordt het aandeel van verschillende soorten elektrische voertuigen en cyclische lithiumcapaciteit voorspeld over de toekomstige motiverende lithium-ionbatterijen van mijn land.

Naar schatting zal de nieuwe afgedankte lithium-ionbatterij van mijn land in 2018 een vermogen van 11,8 GWh bereiken en het metaal dat als recyclebaar wordt beschouwd, is: nikkel 1,8 miljoen ton, kobalt 2003.400 ton mangaan 03.400 ton; naar schatting tot 2023. In dat jaar zal de nieuwe afgedankte lithium-ionbatterij een vermogen van 101 GWh bereiken en het metaal dat als recyclebaar wordt beschouwd, is: nikkel 119.000 ton, kobalt 230.000 ton, mangaan 20.000 ton lithium.

Er wordt verwacht dat de gezaghebbende instelling ook een daling zal doormaken in de prijzen van andere metalen dan alleen kobalt. Volgens deze cijfers zal de marktwaarde van recyclebaar metaal in 2018 1,4 miljard yuan bedragen.

Kobalt 870 miljoen yuan, 26 miljard yuan; tot 2023 kan de marktwaarde van het recyclebare metaal nikkel 8,4 miljard yuan, kobalt 7,3 miljard yuan, mangaan 850 miljoen yuan, 16 miljard bereiken.

6 miljard yuan lithium 14,6 miljard yuan. Door een economisch beoordelingsmodel voor de inkomsten uit de kosten van de lithium-ionbatterij op te stellen, kan de inkomsten uit de output van het teruggewonnen materiaal worden uitgevoerd met behulp van het volgende wiskundige model: BPRO geeft de winst aan van het terugwinnen van de lithium-ionbatterij op de oude elektriciteitsmarkt; CTOTAL vertegenwoordigt het gebruik van lithium-ionbatterijen op de oude elektriciteitsmarkt; de totale opbrengst van het teruggewonnen; CDepReciation vertegenwoordigt de afschrijvingskosten van de apparatuur voor dynamische lithium-ionbatterijen op de oude elektriciteitsmarkt; CUSE geeft de kosten aan van het gebruik van het terugwinningsproces van dynamische lithium-ionbatterijen op de oude elektriciteitsmarkt; CTAX betekent de belastingheffing op het recyclingbedrijf voor lithium-ionbatterijen op de oude elektriciteitsmarkt.

De kosten voor het gebruik van afvaldynamische lithium-ionbatterijen en het hergebruik ervan zijn belangrijk en omvatten de volgende zaken: (1) kosten voor grondstoffen; (2) kosten voor hulpstoffen; (3) kosten voor brandstof; (4) kosten voor onderhoud van apparatuur; (5) kosten voor milieubehandeling; (6) arbeidskosten. Gezaghebbende instellingen zijn van mening dat het model waarbij batterijfabrikanten de vorming van een gesloten kringloopmodus en een professioneel ontmantelingsmechanisme van derden rechtstreeks recyclen om afgedankte batterijen aan batterijfabrikanten te verkopen, het huidige gangbare model is voor de terugwinning van lithium-elektrische energie en met een betere economie in het geval van de terugwinning van lithium-elektrische composieten. Stel: (1) De huidige metaalprijs (215.000 yuan / ton, nikkel 777 miljoen yuan / ton, mangaan 1 miljoen / ton, lithium 700.000 yuan / ton, aluminium 126.000 yuan / ton, ijzer 0.

2 miljoen / ton) en houd geen rekening met de voordelen van ander herstel; (2) Overweeg het gebruik van verschillende soorten lithium-ionbatterijen (70% lithium-ijzerfosfaat, 7% lithiummangaan, drie yuan 23%) Alomvattende lithium-ionbatterij voor herstel; 3) Behalve andere kosten buiten de grondstof: externe professionele instellingen verwerven afgedankte lithium-ionbatterijen van kleine werkplaatsen en ontbinden brutowinstmarge, die 60% bereikt; gevolgd door de vorm van recycling en verwerking van industriële allianties, brutowinstmarge 45%. Echter, op deze twee manieren heeft de eerste (derde partij: aankoop van een kleine werkplaats) veiligheids- en milieuproblemen, en de huidige kleine werkplaats heeft de enorme waarde van de lithium-elektrische terugwinningsindustrie niet erkend, de aankoopprijs is laag, dus deze aanpak heeft geen continuiteit; de laatste (industriële alliantie) is momenteel minder waarschijnlijk vanwege de eenheid van relevante managementregelgeving en juridische omgevingen, maar de toekomst zal een van de trends zijn. De overige drie manieren zijn haalbaar en duurzaam, maar de modelbrutowinstmarge van batterijfabrikanten is dat afgedankte batterijen rechtstreeks worden gerecycled en aangekocht bij producenten. Daarom zijn gezaghebbende instellingen van mening dat deze twee methoden de huidige gangbare recyclingmethode zullen vormen.

De terugwinningswaarde van het ternaire batterijmateriaal is hoger dan die van andere krachtige lithium-ionbatterijen, zoals het terugwinnen van de driedimensionale lithium-ionbatterij, waarbij de batterijfabrikant het model recycleerde en het ontmantelingsmodel van derden tot het gebruik van gebruikte batterijen door de batterijfabrikant Kwaliteitsinvesteringswaarde (2016) De brutowinstmarge heeft respectievelijk 55% en 48% bereikt en de recyclingindustrie voor lithium-elektrische energie zal de komende vijf jaar geleidelijk standaardisatie, schaal en industriële alliantie bereiken. Door het schaaleffect zal de brutowinstmarge hoog zijn. Bovendien zijn de gerecyclede modus van de oorspronkelijke producent en het ontmantelingsmodel van derden om afgedankte batterijen te produceren, nog steeds zeer economisch.