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鋰資源短缺且價格高昂，實(shí)現(xiàn)廢舊電池的高效再生利用迫在眉睫

時間:2022-11-16 10:37來源:中國儲能網(wǎng) 作者:禾木

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當(dāng)前，磷酸鐵鋰電池儲能在電化學(xué)儲能中占比超過90%，且占比仍在持續(xù)上升，由于當(dāng)前尚未有其他類型電池具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件，鋰資源短缺和價格高昂是當(dāng)前乃至未來制約我國電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。

隨著電動汽車和儲能市場的蓬勃發(fā)展，鋰資源備受各國重視，成為重要的戰(zhàn)略資源。我國是世界最大的鋰電池生產(chǎn)國，鋰資源對外依賴度高達(dá)70%。隨著國際局勢的動蕩和地緣政治的不確定性，鋰電池也成為部分國家制衡對抗的“武器”。近期，加拿大政府要求中礦資源、盛新鋰能、藏格礦業(yè)三家中國公司剝離其在加拿大的資產(chǎn)，未來如何實(shí)現(xiàn)鋰資源的自主可控是亟需解決的問題。與此同時，隨著鋰資源的短缺，疊加海外鋰精礦拍賣價格上漲等因素，電池級碳酸鋰價格也不斷突破新高，四季度以來，在突破50萬元/噸后持續(xù)快速上漲，目前價格已經(jīng)接近60萬元/噸。

毫無疑問，降低成本是實(shí)現(xiàn)儲能產(chǎn)業(yè)商業(yè)化、規(guī)模化應(yīng)用的先決條件，而磷酸鐵鋰電池價格在儲能電站的建設(shè)成本占比超過50%，正極材料在電池價格占比接近50%，鋰在電池綜合價格中的高占比使得電化學(xué)儲能行業(yè)呈現(xiàn)出“資源控制型”的特征，而技術(shù)創(chuàng)新對降低初始投資成本的作用則稍低。鋰資源短缺和價格高昂也讓未來的電化學(xué)儲能安全長遠(yuǎn)發(fā)展充滿不確定性，《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》提出到2025年電化學(xué)儲能系統(tǒng)成本降低30%以上的目標(biāo)，如何實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)將是較大的挑戰(zhàn)。

面對鋰的難題，除了增加國內(nèi)的鋰資源自主供應(yīng)、堅持儲能的多元化技術(shù)路線外，實(shí)現(xiàn)廢舊電池的高效綠色再生利用也是解決鋰資源短缺和價格高昂的重要手段。

磷酸鐵鋰電池壽命與循環(huán)次數(shù)、使用方式、運(yùn)行環(huán)境溫度等因素相關(guān)，一般在5-10年居多，隨著電動汽車和儲能市場的爆發(fā)，未來行業(yè)將迎來動力和儲能電池的大批量退役或報廢。寧德時代、比亞迪、億緯鋰能等電池廠家和格林美第三方企業(yè)也紛紛布局廢舊磷酸鐵鋰電池的回收業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)電池產(chǎn)業(yè)鏈的閉環(huán)布局。

2021年之前，由于碳酸鋰價格較低，磷酸鐵鋰回收并不具備經(jīng)濟(jì)性，市場規(guī)模也較小。去年下半年來，隨著碳酸鋰價格的一路飆漲，廢舊磷酸鐵鋰電池回收經(jīng)濟(jì)性也日益明顯，據(jù)調(diào)研，目前廢舊磷酸鐵鋰電池的回收價格大概在2.5~3萬/噸左右，鋰的回收率最高可達(dá)90%以上。

由于磷酸鐵鋰的電化學(xué)活性屬性，電池自身原因或存儲、運(yùn)輸?shù)入A段處理不當(dāng)時，可能存在自燃的風(fēng)險。因此，在回收前首先需要進(jìn)行放電失活處理，例如通過鹽溶液對廢舊電池浸泡，其次對電池進(jìn)行拆解，將電池殼、負(fù)極材料、正極材料以及隔膜等部件拆解分離。

目前，廢舊磷酸鐵鋰電池的回收主要針對正極材料，負(fù)極材料和電解液的回收附加值較低、回收成本高等因素尚未引起市場的重視。正極材料回收工藝主要可分為火法冶金、濕法冶金以及直接再生工藝等方法。根據(jù)深圳大學(xué)等高校、科研單位的研究介紹，火法工藝操作簡單，對設(shè)備要求不高，但存在耗能高、回收率低且易造成環(huán)境污染等問題；濕法冶金工藝較為成熟且能夠有針對性地進(jìn)行選擇性回收，回收產(chǎn)物通常純度較高，缺點(diǎn)是工藝流程復(fù)雜，對設(shè)備要求較高，能耗較大且成本較高；再生工藝能夠更簡單、有效地修復(fù)正極材料使其恢復(fù)原有的電化學(xué)性能，但除雜是難點(diǎn)。目前，濕法冶金的商業(yè)化程度較高。

當(dāng)前，不管是行業(yè)上游鋰礦企業(yè)，亦或中游電池企業(yè)，還是下游動力汽車廠商和儲能集成商，甚至終端用戶，都陷入對鋰的無限焦慮。尋找價格低廉、綠色環(huán)保和回收率高的技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)廢舊磷酸鐵鋰電池的高效再生利用是解決當(dāng)前鋰資源短缺和價格高昂的重要手段，降低廢舊電池對環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)儲能行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：電池電池回收鋰資源

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