废旧锂电池环保回收处理技术及现状综述

程红霞 1 蒋涛 2 蒋佩娟 3 周泽夏 4

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摘要：锂电池在电子产品中广泛使用，随着科技的发展，未来前景更为广阔，现在面临的是废旧锂电池环保回收处置的问题。通过对废旧锂电池的回收处理技术的总结，从电池的源头材料、生产工艺到回收处置技术等方面，分析了我国目前废旧锂电池的回收处置现状及存在的问题，并倡导大力发展废旧锂电池的回收处置技术和市场的发展。

关键字：锂电池 电解液 现状分析 处理技术 回收

1 概述

随着科学技术的突飞猛进，电子产品的使用非常广泛，如手机、电脑等，这一系列的发展给电池行业带来了新的生机与市场，尤其是锂电池行业。

通常所说的锂电池，是锂离子电池，它以体积小、容量大、电压高等优点被当今世界公认为是理想的化学能源产品之一。但废旧锂电池在拆卸过程中会产生重金属如铜、镍及电解液等，这些物质进入环境会给生态环境带来严重的污染锂离子电池通常由重金属、有机化合物和塑料成分组成，其比例大致为钴 5% ～ 20%、镍 5% ～ 10%、锂5% ～7%、有机化合物 15%、塑料 7%，因生产商不同而有轻微波动，具有较高的回收利用价值^[1]。若将环保技术纳入废旧锂电池的回收处理行业，便可以回收多种金属成分，变废为宝。

2 废旧锂离子电池回收处理技术

现阶段，锂离子电池的回收方向可分为：第一类是电池的预处理过程，主要是电池粉碎拆解、分类、残余电量处理；第二类是正负集流体和极活性物质的分离；第三类是钴、锰等金属提取和电解液处理的回收再利用。目前环保技术资源化回收技术可分为干法处理技术、湿法处理技术、离子筛法处理技术和生物法处理技术^[2]。

干法处理技术主要含机械法、热处理法、机械化学法等。机械法是依据材料的物理性质如密度、导电性，磁性等进行分离^[3]。机械化学法采用研磨技术将锂离子中的金属成分提取出来。湿法处理技术是对电池进行预处理后，以无机酸溶液将废旧电池正极中的金属离子浸出，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、提纯钴、镍、锰、锂等有价金属元素，或者把浸出液直接合成正极材料^[4]。但此法能源消耗大、流程时间较长、技术要求及成本高等缺点，在浸出机理方面还需进一步研究。

单独使用化学法处理大量废水，处理费用就会升高，因此受到限制而不能大规模推广应用；而采用物理分离方法，通过自制的精馏脱氨装置来回收氨氮资源，回收氨氮资源后，废水中主要含有重金属，然后采用溶解、萃取、除杂等工艺，可将贵重金属高效回收，实现资源化回收利用，并可适用于较大规模的污水处理^[5]。

3我国锂离子电池回收处置中存在的问题

3.1环保意识落后

一方面，现在社会普遍认为锂电池是环保产品，但事实上，废旧锂电池的对环境的影响是相对与其他电池而言的。《通讯用锂离子电池回收处理要求》是2008年国家出台的标准，但执行效果欠佳，与国际上的发达国家对废旧电池的处理技术或者理念还是存在一定差距。例如欧盟早在2006年就已经通过了废旧电池的强制回收令，且回收费用由明确由生产厂家来承担。

另一方面，因锂电池的回收专业性相对较强，涉及此行业的人认知水平参差不齐以及社会科普的欠缺，没有深刻认识到废旧锂电池的污染危害性和回收利用的价值，政府应大力开展这方面知识的宣传科普。

由此看来，政府参与提高广大民众对对废旧锂电池的环保意识对此行业的回收有很大的促进作用，例如出台相关的扶持政策、行业要求、执行标准、科普宣讲等等，从经济、政策等方面入手，来扶持电池回收行业的发展。

3.2技术落后

我国珠三角和长三角地区是对外的经济窗口，是电子行业最为发达的地方，废旧锂离子电池回收目也主要集中在这里，但技术比较落后，自动化程度极低，主要依靠人工进行分类拆解，不但易造成环境污染，而且生产效率也低下。废弃的产物多为电池生产企业的废旧电芯或报废极片，回收物质主要为镍、铝、钴、铜等价值较高的金属，有效的回收机制、渠道和水平有待完善和提高。

4废旧锂电池回收处置市场现状

4.1废旧锂电池市场分析

目前废旧锂电池的回收主要以小作坊的非专业回收为主，专业回收企业很少。小作坊缺乏资质、工艺设备落后、人员素质较低及技术更新落后等，不仅回收锂电池的效率底下，同时他们的回收过程对自身及环境不可避免的产生二次污染。若地方各级政府参与管制锂电池的回收市场，进行政策调控的同时，设置电池回收行业的排放准备、设置合理的企业资质，形成良性竞争，促进锂电池回收行业的可持续发展。

以电动汽车生产商为依托，形成电池生产厂家为主的回收模式。即消费者将废旧的电池交回电动汽车销售服务网点，电池生产厂家以旧换新和补贴差价的方式给消费者回馈价值，废旧电池再由电动汽车生产商以协议价格转运给电池生产企业。

动力电池生产商、电动汽车生产商或者电池租赁公司组成的行业联盟回收模式。此模式下，三方共同出资成立回收组织，利益共享，相当于给消费者提供了更有保证的售后服务，故其影响力较强、覆盖面甚广，易于从消费者手中回收电池。

以生产厂家为主的回收模式是目前市场主要回收模式，回收成本较低，相对简单易操作。行业联盟，涉及到三方企业的利益和各自的服务环节，需要一一定的资源和配合度，涉及面较广，回收成本较高。

4.2提高锂离子电池生产、回收利用水平

目前以钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂等为原料的锂离子较多，提高此类废旧锂电池的回收处理技术，可以迅速的扩大废旧锂电池的回收市场。目前，利用回收的废旧锂离子电池生产氢氧化镍、氢氧化钴等成品，国内已有部分厂家从事此类经营，有助于资源的有效利用。

因废旧的锂离子电池有的还有电量剩余，且部分电池材料使用次数较多后变得不稳定，在收运过程中若与其他导电物质混合放置，易发生鼓胀、短路、漏液甚至燃烧、爆炸等，对环境安全产生危害。因此，废旧锂离子的处置过程应分门别类，注意安全。另外，处理的过程中适当考虑增加电池的自放电过程，应提前考虑人为释放电池的残余电量，以免在焚烧的过程产生不必要的危险，提高安全和环保意识，降低对回收处理设备的损耗。

5结论

随着电子产品市场发展的突飞猛进，锂离子电池在商业上已普遍应用，市场占有率极高。目前国家对环保提出了更高层次的要求，新能源也随之推动起来，未来市场对锂离子电池需求量只增不减，而且需求量极大。大量的废旧锂离子电池处理将会引起社会和政府的高度关注。因此，在政府监管加强的同时，优化电池的生产工艺和提高生产技术的同时，形成规模化、专业化、企业化的废旧锂离子电池回收处置行业是必然的发展趋势。

参考文献：

[1] A.M.BEＲNAＲDES，D.C.ESPINOSA,J.A.TENOＲIO．Ｒecycling of batteries：a review of current processes and technologies［J］.Journal of Power Sources，2004，130:291 －298．

[2]阴月军,张超,王彩红. 废旧锂电池的回收和综合利用研究［J］. 广东化工，2011，38(7):84 －87．

[3] 王丽君,王伟光.废旧锂离子电池回收利用处置现状及对策[J].广州化工,2015,43(12):36~38.

[4] 王玲,李平,范丽珍,曲选辉. 废旧锂离子电池回收再利用研究进展［J］.电源技术,2015,6:1315~1318.

[5] 余海军, 袁 杰,欧彦楠.废锂离子电池的资源化利用及环境控制技术［J］.中国环保产业, 2013,1:48~51.

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