后台有友友们关联，想了解锂电回收。小编不是这方面的行家，不外照旧经过一番接力，为友友们准备了一篇锂电回收的著作，请哂纳。锂离子电板市集握续火热，下图是海外能源机构（IEA）在本年3月份发布的全球锂离子电板制造智力（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智力将达到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（贵重是EV battery，不叫Power battery），储能系统（energy storage system，ESS）以及糜掷类电子品（consumer electronic，CE）。能源电板是主要增长点，而储能应用也在稳步进步。家喻户晓，锂离子电板的寿命是有限的，在昔日，将有海量电板“退役”，很光显弗成松弛丢弃，因为电板中含有好多无益的有机溶剂以及重金属等，稠浊环境。那么该若那处理废旧电板呢？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

时时对废旧电板有3种处理要领：

1 二次使用Reuse

当锂离子电板不再清闲其标的客户的需求时，与其将电板丢弃，不如采取二次使用。电板性能会跟着时期的推移而衰减，然则，用过电板仍可为其他应用提供有用的能量储存。举例，要是电动汽车电板的能量不及以清闲车主对续航里程的需求，则可将其再行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

关于不再清闲用户需求或以其他花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近似的、环保的替代电板回收或丢弃的要领。要是电动汽车电板的能量不及以清闲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。或者不错改装成其他种类的电板。

3 回收应用Recycling

回收电板材料是领先将废旧电板材料摧毁掉，然后从中提真金不怕火出来有价值的金属和化合物。

为什么锂离子电板回收至关要紧

手脚减少温室气体排放和章程全球变暖影响的握续标的的一部分，电动汽车（EV）正在全球范围内被世俗采取。迄今为止，已有 20 多个国度晓喻了到2020 年杀青电动化标的或辞谢使用传统内燃机汽车的贪图。120 多个国度和欧盟已晓喻在昔日几十年内杀青净零排放标的。此外，汽车公司也启动积极鼓吹各自车队的电气化。梅赛德斯-飞驰晓喻将在 2030 年前杀青其昔日一谈家具的电气化；奥迪晓喻到2033 年将王人备烧毁出产系数内燃机汽车，同期到 2026 年只推出纯电动汽车。福特、通用汽车（GM）和Stellantis谋划确保到 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谈家具。跟着电动汽车产量的激增，对电板有关原材料的需求也在增多、镍、钴、锰、锂和石墨等电板有关原材料的需求天然导致了开采和出产的增多。关联词，即使按照面前的水平，要清闲全球供应链的预期需求也需要很长的准备时期。因此，瞻望昔日将出现严重的原材料短缺。昔日原材料将严重短缺，尤其是锂和钴。同期，由于糜掷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20万吨糜掷类锂电板废物和88万吨能源类锂电板废物。要是弗成稳当处理废旧锂离子电板，多半的废旧锂离子电板将酿成严重的环境问题，终点是Co、Ni、Mn和HF等有毒重金属蔼然体可能从处理不当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，因此不错再行进入到新电板的出产中。出产新电板。因此，废锂电板的回收应用不错为新电板的出产供应链提供二次材料起首。此外，采取回收的正极材料可量入为用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要素，还不错杀青更多的潜在量入为用。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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锂电回收要领有哪些？

常见的要领有三种，径直回收（direct recycling），湿法冶金（hydrometallurgy）以及火法冶金（pyrometallurgy）。

径直回收（direct recycling）

顾名念念义，径直轮回应用是在不摧毁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，并能保握电板正极的晶体纳米结构完整无损。更少的加工意味着材料再应用的成本大大裁汰。问题是，很少有制造商在想象电板时探讨到回收应用。相背，他们强调的是后果、耐用性和低出产成本。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，电板想象也莫得谐和圭臬，因此建造一个通用的电板拆解进程具有挑战性。尽管如斯，工程师们仍在接力。好意思国能源部阿贡国度实验室下属的ReCell 中心旨在校正电动汽车电板的回收应用。该中心的标的之一是创建经济上可行的径直回收工艺。谋划东谈主员还是在实验室开拓并测试了一些时刻，收效地从锂电板中回收了材料。下一步将进行现实素质，以细目这些要领在更大范围内是否有用，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时刻波及在处理过程中使用水溶液。冶金的一种状况--浸出--需要将锂离子电板浸泡在强酸中，使金属溶化。这种要领有助于回收多半材料。不外，浸出法时时也条目回收时刻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，这使得处理过程既不菲又耗时。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。据推断，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，它采取浸出法提真金不怕火电板，可回收95%以上的原材料。领先，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，开释出避讳在其中的金属。塑料电板隔阂会理解成薄片。集流体变成了铜箔和铝箔，而负极的石墨变成了浓缩碳。这种要领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要领。这种时刻是通过点燃电板来摧毁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。时时情况下，独一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。天然这一过程脍炙生齿，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时刻，采取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，因此将其再行用于电动汽车电板回收再应用相配省略。东谈主们回收的为数未几的锂离子电板时时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 的公司但愿变嫌锂电板回收的骨子。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趋附，可回收电板中高达98% 的镍、钴、铝、石墨和铜，并将其再行用于新的电板材料。它还能从电动汽车电板中回收 80% 以上的锂。时刻东谈主员在分裂金属的诊治器中加热电板。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诊治器提供能源。系数这个词过程收尾后，剩下的等于金属合金。然后，时刻东谈主员应用湿法冶金时刻对材料进行过滤，以提真金不怕火其中的要素。Redwood的工艺能将电板王人备理解成基本部件，包括硫酸钴、硫酸镍和碳酸锂。这些材料可随时再行进入电板出产进程。电动汽车电板的需求正在激增，要是其要领得到实践，Redwood将成为回收行业的要紧参与者。事实解说，将水冶和火冶相趋附相配有用，何况应用电板残余能量还能同期减少排放和裁汰成本。该公司在内华达州的工场还是处理了简略50 万磅材料。Redwood获取了群众汽车的投资。

三种回收要领对比

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常用的电板材料以及他们的回收要领

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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.

锂电回收的勤劳与挑战

时刻挑战

面前，现存的锂离子电板回收时刻都不睬想，因为仍有许多挑战和章程需要处理。与此同期，商用锂离子电板的开拓也在不休发展。为了杀青更高的能量密度、更长的行驶里程和更高的安全性，多半使命都聚拢在发明新材料和校正电板想象上，从而不休推动锂电板的快速发展。

电板想象挑战

锂电板时时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，软包电板的状况和尺寸愈加各种，在业内时时莫得圭臬尺寸。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，这给拆卸和预处理使命带来了突出的挑战。此外，由于为了提高特定电动汽车想象的空间应用后果，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拓和采取新的电板结构。举例，特斯拉4680全极耳电板想象。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）正艰深回市集。CATL的新式电板到电板组 (CTP) 时刻将体积应用率提高了20%，出产后果提高了50%。天然这些校正的电板、模块和电板组想象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兴味的东谈主带来了挑战。径直回收工艺将面对最大的勤劳，因为这些突出且苍狗白衣的电板想象使得必要的组件拆卸和分裂使命变得更具挑战性。另一方面，火法冶金工艺由于对预处理的条目较低，因此不错忽略不休变化的电板想象所带来的挑战。湿法冶金工艺提供了一种折中决策，它趋附了火法冶金工艺和径直回收工艺的优点。不外，拆解和预处理时刻还需要进一步开拓，以裁汰回成绩本。同期，昔日的电板想象应试虑是否不错将后续的拆卸和分裂手脚促进回收的一种妙技。

电板材料挑战

回收工艺必须探讨若那处理不同化学要素的搀杂正极材料，并将这些材料转机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，时时不会被回收应用。关联词，跟着多半锂电板需要回收，谋划东谈主员应该启动探讨专门针对负极材料的回收时刻。庆幸的是，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提真金不怕火出来。关联词，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展和收缩，导致保护壳闹翻，单个硅颗粒随之冲突。与面前的锂离子电板比较，全固态电板（ASSB）具有不凡的热褂讪性和性能褂讪性，成本更低，能量密度更高，因此有望在昔日得到采取。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。群众、福特和良马也在增多对全固态电板的投资。关联词，全固态电板的回收简直不存在，不同类型的固态电解质(SSE) 化学要素和锂金属阳极将给回收过程带来更多挑战。咱们已在之前的使命中详备盘考了全固态电板的回收问题。主要挑战在于分裂过程，其中必须包括将固态电解质与其他电板组件分裂，以及将不同类型的固态电解质与可能的搀杂原料分裂。同期，天然锂金属手脚负极可提供高能量密度，但由于其反映活性高，会带来严重的安全隐患。因此，制造商在想象和采取全固态电板材料时需要探讨回收问题。

扩大边界挑战

扩大边界有两层含义。其一是从学术谋划到初步工业应用和买卖化的旅途。天然学术谋划东谈主员老是有翻新的看法，但系统时时是台式的和简化的。比较之下，工业环境则边界遍及且复杂，在经济上难以保证满盈的朦拢量。因此，学术界和工业界之间的信息不匹配会章程回收时刻的发展（其他领域亦然如斯）。扩大边界的另一个含义是指工业边界，是指产量逾越中试边界的工场。举例，到2030年，全球废锂电板的年产量将达到约200万吨。任何显耀水平的锂离子电板回收应用都必须以远远超出素质工场的边界进行，并具备与废锂离子电板产量极端的必要老本和经济可行性。酿成回收率低的主要挑战是锂电板的各种性、复杂性、空乏监管和非圭臬化，导致分拣、拆卸和预处理门径存在进军，从而裁汰了回收工艺的利润，使其在经济上不可行。此外，还有一系列非时刻性挑战，如大边界集会、运输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获取的利润。关联词，在新的阴极材料化学要素中，阴极中最有价值的元素—钴正在特意减少，因此，传统的锂离子电板回收在经济上更具挑战性。因此，优化或变嫌现存的回收时刻以提高利润并保握经济可行性是必要和焦虑的，这为谋划裁汰成本和丰殷买卖模式带来了多半谋划契机，如更好的拆解时刻、分类和分裂要领、通用回收工艺、回收想象和电板圭臬化等。

电板材料条目/测试

劝服大型电板制造商在其出产线上使用回收材料亦然一项极端大的挑战。领先必须确保回收材料的性能不错与原生材料相忘形，致使逾越原生材料。大多数实验室边界的测试都是针对低电极负载（小于0.62mAh/cm2）和低活性材料要素（∼80wt%）的扣式电板或单层软包电板，这两步地标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，活性材料要素∼95wt%）。因此，典型的实验室测试远弗成劝服工业制造商采取回收材料。因此，需要对扣式电板和单层软包电板之外的电板状况进行可靠的测试。此外，有必要在行业水平的配方和外形尺寸上与泉源进的原生材料进行比肩比较，以提供具有竞争力的基准，并缩小对使用回收材料的担忧。因此，咱们饱读吹与工业界配合，匡助大学或实验室了解并清闲工业条目。锂电回收或是下一个风口，面前，好多大公司还是布局锂电回收。终末，给群众共享一些锂电回收公司，如有遗漏，烦请饶恕。

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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 suchJ9九游会体育,, and some greenhouse gasses).

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