后台有友友们相干，想了解锂电回收。小编不是这方面的巨匠，不外如故经过一番奋发，为友友们准备了一篇锂电回收的著述，请哂纳。锂离子电板市集捏续火热，下图是外洋能源机构（IEA）在本年3月份发布的全球锂离子电板制造才调（2022-2030），锂离子电板市集还是进入TWh（1TWh=1000GWh）时期。瞻望到2030年，锂离子电板的全球制造才调将达到7TWh，咱们将稳坐锂离子电板全球第一世产制造国。

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锂离子电板的主要用途可大体分为三类：能源电板（留意是EV battery，不叫Power battery），储能系统（energy storage system，ESS）以及破钞类电子品（consumer electronic，CE）。能源电板是主要增长点，而储能应用也在稳步擢升。尽人皆知，锂离子电板的寿命是有限的，在改日，将有海量电板“退役”，很彰着不成纵情丢弃，因为电板中含有许多无益的有机溶剂以及重金属等，浑浊环境。那么该若何处理废旧电板呢？请往下看。

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二次使用Reuse，调整用途再应用Repurposin以及电板回收Recycling

频繁对废旧电板有3种处理方法：

1 二次使用Reuse

当锂离子电板不再称心其场地客户的需求时，与其将电板丢弃，不如采用二次使用。电板性能会跟着时分的推移而衰减，但是，用过电板仍可为其他应用提供有用的能量储存。举例，若是电动汽车电板的能量不及以称心车主对续航里程的需求，则可将其重新给对电动汽车电板续航里程条目较低的车主使用。

2 调整用途再应用Repurposing

关于不再称心用户需求或以其他格式被丢弃的锂离子电板，调整用途再应用和二次使用是两种访佛的、环保的替代电板回收或丢弃的方法。若是电动汽车电板的能量不及以称心车主对续航里程的需求，可将其改装成储能电板，用于储存太阳能电板板的能量。未必不错改装成其他种类的电板。

3 回收应用Recycling

回收电板材料是最初将废旧电板材料轻松掉，然后从中索要出来有价值的金属和化合物。

为什么锂离子电板回收至关紧要

行为减少温室气体排放和罢休全球变暖影响的捏续场地的一部分，电动汽车（EV）正在全球范围内被无为采用。迄今为止，已有 20 多个国度秘书了到2020 年终了电动化场地或退却使用传统内燃机汽车的缱绻。120 多个国度和欧盟已秘书在改日几十年内终了净零排放场地。此外，汽车公司也启动积极鼓舞各自车队的电气化。梅赛德斯-飞奔秘书将在 2030 年前终了其改日一王人家具的电气化；奥迪秘书到2033 年将实足示寂分娩所有内燃机汽车，同期到 2026 年只推出纯电动汽车。福特、通用汽车（GM）和Stellantis筹算确保到 2030 年零排放汽车的销量占到 40%-50%；以及沃尔沃将在 2030 年前用纯电动汽车取代其一王人家具。跟着电动汽车产量的激增，对电板关联原材料的需求也在加多、镍、钴、锰、锂和石墨等电板关联原材料的需求当然导致了开采和分娩的加多。但是，即使按照面前的水平，要称心全球供应链的预期需求也需要很长的准备时分。因此，瞻望改日将出现严重的原材料短缺。改日原材料将严重短缺，尤其是锂和钴。同期，由于破钞类电子家具的锂电板平均寿命为1-3年，而电动汽车或储能系统的锂电板平均寿命为8-10年，因此到2023年将产生约20万吨破钞类锂电板废物和88万吨能源类锂电板废物。若是不成妥当处理废旧锂离子电板，大批的废旧锂离子电板将形成严重的环境问题，绝顶是Co、Ni、Mn和HF等有毒重金属体恤体可能从处理不妥的废旧锂离子电板中开释到环境中。不外，废旧锂离子电板也不错被视为一种资源。废锂电板的里面材料都是电板级的，因此不错重新参预到新电板的分娩中。分娩新电板。因此，废锂电板的回收应用不错为新电板的分娩供应链提供二次材料开始。此外，采用回收的正极材料可量入计出20%以上的锂电板总成本，而通过从废锂电板中回收阴极材料之外的更多因素，还不错终了更多的潜在量入计出。2022年锂电回收市集约65亿好意思元，有机构预测到2031年，锂电回收市集可扩大至351亿好意思元。

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锂电回收方法有哪些？

常见的方法有三种，径直回收（direct recycling），湿法冶金（hydrometallurgy）以及火法冶金（pyrometallurgy）。

径直回收（direct recycling）

顾名想义，径直轮回应用是在不轻松电板化学结构的情况下径直回收和再应用电板组件。它所需的加工更少，并能保捏电板正极的晶体纳米结构圆善无损。更少的加工意味着材料再应用的成本大大镌汰。问题是，很少有制造商在联想电板时接头到回收应用。相背，他们强调的是效果、耐用性和低分娩成本。这种买卖模式意味着许多锂电板都含有胶水和相配小的部件。此外，电板联想也莫得长入次序，因此建设一个通用的电板拆解历程具有挑战性。尽管如斯，工程师们仍在奋发。好意思国能源部阿贡国度实验室下属的ReCell 中心旨在矫正电动汽车电板的回收应用。该中心的场地之一是创建经济上可行的径直回收工艺。讨论东谈主员还是在实验室开采并测试了一些期间，成效地从锂电板中回收了材料。下一步将进行履行检修，以详情这些方法在更大范围内是否灵验，以及是否经济实惠。

湿法冶金（hydrometallurgy）—“泡它”

这种电动汽车电板回收期间波及在处理过程中使用水溶液。冶金的一种面貌--浸出--需要将锂离子电板浸泡在强酸中，使金属溶化。这种方法有助于回收大批材料。不外，浸出法频繁也条目回收期间东谈主员在处理电板之前先移除塑料外壳，并将电板的电解液排出，这使得处理过程既崇高又耗时。湿法冶金的复杂性亦然开采新电板金属比回收电板更低廉的原因之一。据推测，东谈主们对锂离子电板的回收率不到5%，而对铅酸电板的回收率高达 99%。不外，一家使用湿法冶金的公司不错让废旧电动车电板的回收变得更容易。Li-Cycle公司据称是北好意思最大的锂离子电板回收商，它采用浸出法提真金不怕火电板，可回收95%以上的原材料。最初，Li-Cycle将电板放入大桶中，使其幻灭并放电。然后，电板进入化学槽，开释出掩盖在其中的金属。塑料电板隔阂会见地成薄片。集流体变成了铜箔和铝箔，而负极的石墨变成了浓缩碳。这种方法还能从正极中单独回收锂、钴和镍。

火法冶金（pyrometallurgy）——“烧它”

火冶法是最常见的锂电板失活方法。这种期间是通过废弃电板来轻松其塑料外壳和其他不需要的材料，剩下的仅仅一小部分原始金属。频繁情况下，唯有正极的镍或钴以及集电体的铜不错回收，而大部分的锂和铝都会丢失。固然这一过程下里巴人，但却要付出千里重的环境代价。熔真金不怕火是一种常见的火法冶金期间，采用化石燃料驱动的熔炉，在使用过程中会向大气排放更多废气。面前已有冶真金不怕火功课来处理开采的矿石，因此将其重新用于电动汽车电板回收再应用相配便捷。东谈主们回收的为数未几的锂离子电板频繁都会被送进熔真金不怕火炉。当今，一家位于内华达州、名为Redwood Materials 的公司但愿改变锂电板回收的骨子。该公司旨在通过回收、再加工和再应用废旧电板中的金属，打造一个闭环供应链。该组织将浸出法和高温冶金法相联接，可回收电板中高达98% 的镍、钴、铝、石墨和铜，并将其重新用于新的电板材料。它还能从电动汽车电板中回收 80% 以上的锂。期间东谈主员在分歧金属的融合器中加热电板。红木应用残余能量（如电解液中的有机物），从电板自己而非化石燃料中为融合器提供能源。通盘过程罢休后，剩下的即是金属合金。然后，期间东谈主员应用湿法冶金期间对材料进行过滤，以索要其中的因素。Redwood的工艺能将电板实足见地成基本部件，包括硫酸钴、硫酸镍和碳酸锂。这些材料可随时重新参预电板分娩历程。电动汽车电板的需求正在激增，若是其方法得到履行，Redwood将成为回收行业的紧要参与者。事实施展，将水冶和火冶相联接相配灵验，况且应用电板残余能量还能同期减少排放和镌汰成本。该公司在内华达州的工场还是处理了约莫50 万磅材料。Redwood取得了人人汽车的投资。

三种回收方法对比

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常用的电板材料以及他们的回收方法

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锂电回收过程

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(A) 湿法回收. (B) 火法回收. (C) 径直回收.

锂电回收的难过与挑战

期间挑战

面前，现存的锂离子电板回收期间都不睬想，因为仍有许多挑战和罢休需要责罚。与此同期，商用锂离子电板的开采也在抵制发展。为了终了更高的能量密度、更长的行驶里程和更高的安全性，大批责任都采集在发明新材料和矫正电板联想上，从而抵制推动锂电板的快速发展。

电板联想挑战

锂电板频繁有三种主要外壳类型：圆柱形电板、方形电板和软包电板。圆柱形电板有多种尺寸，最常见的两种尺寸是18650 和 2170。方形电板是硬质矩形，也有不同的尺寸。终末，软包电板的体式和尺寸愈加万般，在业内频繁莫得次序尺寸。这三种不同类型的锂电板外壳还被用来构成不同的模块和组件，这给拆卸和预处理责任带来了特殊的挑战。此外，由于为了提高特定电动汽车联想的空间应用效果，模块和电板组的布局和内容不错不同，因此制造商热衷于开采和采用新的电板结构。举例，特斯拉4680全极耳电板联想。比亚迪推出了刀片电板组，将电板组的空间应用率提高了50%以上，并使磷酸铁锂（LFP）正粗重回市集。CATL的新式电板到电板组 (CTP) 期间将体积应用率提高了20%，分娩效果提高了50%。固然这些矫正的电板、模块和电板组联想有助于电动汽车的普及，但也给那些对废锂离子电板回收感趣味的东谈主带来了挑战。径直回收工艺将濒临最大的难过，因为这些特殊且变幻无穷的电板联想使得必要的组件拆卸和分歧责任变得更具挑战性。另一方面，火法冶金工艺由于对预处理的条目较低，因此不错忽略抵制变化的电板联想所带来的挑战。湿法冶金工艺提供了一种折中决议，它联接了火法冶金工艺和径直回收工艺的优点。不外，拆解和预处理期间还需要进一步开采，以镌汰回收货本。同期，改日的电板联想应试虑是否不错将后续的拆卸和分歧行为促进回收的一种技巧。

电板材料挑战

回收工艺必须接头若何处理不同化学因素的羼杂正极材料，并将这些材料转动为对现时电板有用的配方。石墨是面前锂离子电板的首选负极材料，但由于其附加值较低，频繁不会被回收应用。但是，跟着大批锂电板需要回收，讨论东谈主员应该启动接头专门针对负极材料的回收期间。红运的是，石墨和硅基负极材料具有相对的惰性，这意味着它们在大多数回收工艺中都很容易被索要出来。但是，规复或再生原有结构和性能仍是一项挑战。硅负极在锂化/去锂化过程中会经验严重的扩张和收缩，导致保护壳离散，单个硅颗粒随之突破。与面前的锂离子电板比拟，全固态电板（ASSB）具有特殊的热闲适性和性能闲适性，成本更低，能量密度更高，因此有望在改日得到采用。事实上，丰田公司已于 2020 年 6 月启动对其全固态电板电动汽车原型进行路试。人人、福特和良马也在加多对全固态电板的投资。但是，全固态电板的回收险些不存在，不同类型的固态电解质(SSE) 化学因素和锂金属阳极将给回收过程带来更多挑战。咱们已在之前的责任中扫视接头了全固态电板的回收问题。主要挑战在于分歧过程，其中必须包括将固态电解质与其他电板组件分歧，以及将不同类型的固态电解质与可能的羼杂原料分歧。同期，固然锂金属行为负极可提供高能量密度，但由于其反馈活性高，会带来严重的安全隐患。因此，制造商在联想和采用全固态电板材料时需要接头回收问题。

扩大范畴挑战

扩大范畴有两层含义。其一是从学术讨论到初步工业应用和买卖化的旅途。固然学术讨论东谈主员老是有改变的目标，但系统频繁是台式的和简化的。比拟之下，工业环境则范畴渊博且复杂，在经济上难以保证富余的微辞量。因此，学术界和工业界之间的信息不匹配会罢休回收期间的发展（其他范围亦然如斯）。扩大范畴的另一个含义是指工业范畴，是指产量朝上中试范畴的工场。举例，到2030年，全球废锂电板的年产量将达到约200万吨。任何权臣水平的锂离子电板回收应用都必须以远远超出检修工场的范畴进行，并具备与废锂离子电板产量特别的必要成本和经济可行性。形成回收率低的主要挑战是锂电板的万般性、复杂性、枯竭监管和非次序化，导致分拣、拆卸和预处理要领存在阻止，从而镌汰了回收工艺的利润，使其在经济上不可行。此外，还有一系列非期间性挑战，如大范畴网罗、运载和储存废锂电板的物流问题。

经济挑战

如今，买卖回收工艺依赖于从锂电板中回收有价值的阴极材料所取得的利润。但是，在新的阴极材料化学因素中，阴极中最有价值的元素—钴正在有益减少，因此，传统的锂离子电板回收在经济上更具挑战性。因此，优化或改变现存的回收期间以提高利润并保捏经济可行性是必要和热切的，这为讨论镌汰成本和丰巨贾业模式带来了大批讨论契机，如更好的拆解期间、分类和分歧方法、通用回收工艺、回收联想和电板次序化等。

电板材料条目/测试

劝服大型电板制造商在其分娩线上使用回收材料亦然一项特别大的挑战。最初必须确保回收材料的性能不错与原生材料相比好意思，以致朝上原生材料。大多数实验室范畴的测试都是针对低电极负载（小于0.62mAh/cm2）和低活性材料因素（∼80wt%）的扣式电板或单层软包电板，这两技俩的都远远过期于典型的工业条目（多层软包电板的电极负载∼3mAh/cm2，活性材料因素∼95wt%）。因此，典型的实验室测试远不成劝服工业制造商采用回收材料。因此，需要对扣式电板和单层软包电板之外的电板面貌进行可靠的测试。此外，有必要在行业水平的配方和外形尺寸上与启航点进的原生材料进行并列比较，以提供具有竞争力的基准，并削弱对使用回收材料的担忧。因此，咱们饱读动与工业界相助，匡助大学或实验室了解并称心工业条目。锂电回收或是下一个风口，面前，许多大公司还是布局锂电回收。终末，给环球共享一些锂电回收公司，如有遗漏，烦请留情。

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参考文件

1.https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/lithium-ion-battery-manufacturing-capacity-2022-2030

2.https://interactanalysis.com/insight/lithium-ion-battery-market-is-moving-into-surge-mode/

3.https://www.cell.com/chem/pdf/S2451-9294(21)00475-7.pdf

4.https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/lithium-ion-battery-recycling-market-153488928.html

5.https://energycentral.com/c/ec/complete-guide-ev-battery-recycling-techniques

6.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c02602

7.https://www.nature.com/articles/s41586-019-1682-5

8.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/gch2.202200099#:~:text=However, some valuable elements such九游娱乐(中国)有限公司-官方网站,, and some greenhouse gasses).

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