电池回收

p & nbsp & nbsp 在新能源汽车产业繁荣发展的同时，动力电池回收利用问题也已成为业内关注的焦点。无论是从环境保护还是资源最大化利用角度而言，动力电池回收利用都已是箭在弦上，而动力电池回收利用也在逐渐彰显其利用价值。国内机构预测，废旧电池所创造的回收市场规模在2018年将超过52.87亿元，2020年将超过100亿元。 /p p 　　动力电池规模化退役时限渐行渐近。按照新能源汽车的使用周期和我国新能源汽车的市场化进程，今年将是新能源汽车动力电池大规模报废回收布局窗口。 /p p 　　近年来，我国新能源汽车产业发展一直在稳步提升。据统计，2017年我国新能源汽车销量达77.7万辆，截至当年累计保有量约180万辆。而逐渐扩大的新能源汽车体系背后，动力电池报废回收再利用等方面的需求也随之加大。估算显示，动力电池“退役潮”今年将开始爆发，如按70%实施梯次利用计算，2020年将有约6万吨废旧电池等待处理。目前国内的动力电池主要是锂离子电池，其成分中的正极材料有可能造成重金属污染。 /p p 　　在此背景下，我国有关动力蓄电池回收利用的政策不断出台。七部门印发《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，强调落实生产者责任延伸制度，要求汽车生产企业承担动力蓄电池回收的主体责任。随即，工信部公布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》明确，对动力蓄电池生产、销售、使用、报废、回收、利用等全过程进行信息采集。业内预测，随着相关技术的不断突破，政策发布速度将加快，预计相关标准也将在2018年发布。 /p p 　　一边是蜂拥而至的批量报废，一边是尚处起步的新兴领域，动力电池回收将历经怎样的考验?由于体积大、成分复杂，动力电池回收再利用面临诸多限制和较高技术门槛。诚如电池类型、电池容量和电压平台均存在不小的差异，这是动力电池梯次利用面临的第一道坎，因此如何科学评估退役电池也成为决定电池“去哪儿”的第一关。同时我国没有出台动力电池的统一标准，要大范围集中利用还有困难。 /p p 　　除了技术难题外，在多位业内人士看来，动力电池回收问题的焦点在于谁来收、怎么收及采用何种模式回收都不确定。当前倡导退役动力电池先梯次利用再报废回收的原则，并且要求整车企业作为动力电池回收主体，承担动力电池回收责任。而在回收模式上，因“退役潮”暂未大规模到来，不少企业面临盈利难题，短期内仍难实现规模效应。 /p p 　　尽管起步艰难，前景却被业内普遍看好。甚至有机构预测，动力电池回收市场将形成百亿元新“风口”。这也是目前除了车企、电池企业、原材料回收企业，资本也大举进军该领域的原因，他们也在谋求这一领域的新机遇。迄今，新能源汽车动力电池的梯次利用和回收利用有望根据适用场景依次展开，新能源汽车产业链企业已经积极布局电池回收利用领域。 /p p 　　其中，部分车企选择以合作的形式，联手其他公司共同推进国内动力电池回收再利用等相关事项。长安、比亚迪、银隆新能源等16家整车及电池企业与动力电池回收利用大户中国铁塔公司达成合作，解决退役动力电池回收再利用等问题。除了整车企业，电池生产企业也对此进行了积极探索，宁德时代、中航锂电、比克电池、国轩高科等企业都建立了电池回收网络，开始布局动力电池回收业务。 /p p 　　截至目前，仅有少数车企开展了相关布局。相对于即将进入市场的报废动力电池总量来说，仍然是“杯水车薪”，总体而言，回收主体还处于缺位状态。因而，不论是市场规模还是处理技术都需要时间来完善。但业界一种普遍的观点是，控制退役电池的品质和安全是梯次利用技术的难点，必须研发相关检测技术和设备，才能准确判断退役电池能否进入梯次利用市场，并确定应用场景。 /p

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为什么要进行锂电池电解液回收处理？众所周知，锂离子电池是由正极（锂钴氧化物、锂镍氧化物等）、负极（一般为炭素材料）、电解液、隔膜（聚乙烯、聚丙烯等）、粘结剂（聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯）等组成。目前有关废旧锂离子电池处理工艺的研究大多集中在贵重金属方面，例如镍、钴、锰、锂等金属材质因其自身的经济价值被先行深入研究。而电解液成分复杂，尤其是LiPF6 的存在，使得电解液接触高温环境就易发生分解，产生有毒有害物质，因此电解液处置不当会带来严重的安全和环境问题。同时，电解液本身的高附加值也决定需合理回收电解液。电解液组成及性质是什么？在各种商用锂离子电池系统中，液态电解液占主流地位。液态电解液一般由锂盐、有机溶剂、添加剂三部分组成。电解质盐，主要为六氟磷酸锂（LiPF6），其暴露在空气中易反应生成 HF、 LiF、PF5 等对人体有害的物质；有机溶剂主要有碳酸酯类、醚类和羧酸酯类；添加剂作为电解液中非必要成分，主要有碳酸亚乙烯酯、乙酸乙酯等，含量较少。表1：常见电解液的溶剂、溶质及添加剂种类[1]真空精馏方法在电解液回收处理的优势真空精馏法是在高真空环境下利用电解质和溶剂的沸点不同，经过多次冷凝和汽化后将电解质分离出来。在高真空下，精馏主要是为了防止电解液挥发损失。案例分享中海油天津化工研究设计院，周立山等[2]在惰性气体的氛围下拆解电池得到电解液，然后经过精馏装置减压真空精馏，将电解液分为有机溶剂和六氟磷酸锂初级产品，再对这两部分分别进行纯化，使之成为高纯度的产品，其中纯化后的六氟磷酸锂回收率可达 82.7%。天津卡特化工技术有限公司，毛国柱等[3]则另辟蹊径，通过真空精馏的方法，先将有机液体从电解液中分离出来，剩余的电解液通过添加比其多7 倍的硫酸氢钾，在高温下持续煅烧 5 h，然后与饱和 KF 溶液反应得到可以作为产品的 LiF。例如，下图1所示，为乙醇和水的连续分离过程，上升汽流和下降的液流在塔内直接接触，易挥发组分将更多的由液相转移到汽相，而难挥发组分将更多的由汽相转移到液相。这样，塔内上升的汽流中乙醇的浓度将越来越高，而下降的液流中水的浓度会越来越高，只要塔足够高，就能够使塔顶引出的蒸汽中只有乙醇，加热釜引出的溶液只有水。图1：乙醇-水溶液连续精馏流程1-精馏塔；2-冷凝器；3-再沸器同样，利用真空精馏法来回收锂电池电解液，主要有以下优势：● 得到的产物可以达到比较高的纯度，能够用于电池再生产，节约生产成本；● 该过程环保清洁，不易造成二次污染；● 和碱液吸收法、热裂解法、超声萃取法等其他工艺相比较，不会破坏主要成分，锂盐和有机溶剂的回收率相对较高。由以上得知，锂电池电解液成分复杂，混合了锂盐和多种有机试剂等，高温易蒸发，且多为热敏性物质。需通过真空精馏的方式，使用较高的理论塔板数的精馏塔才能将这些成分依次分离，从而达到分类回收的目的，实现资源重复利用的可能性。那么，德国Pilodist同心管精馏柱技术可以给锂电池电解液回收带来什么便利呢？德国Pilodist同心管精馏柱技术同心管精密分馏柱由两根经精巧设计和精密校准的同心管玻璃柱融合而成，垂直上升的蒸气与同心环形间隙中的液体薄膜之间高效传质，使得精密分馏柱具有很高的分离效率。同心管的外圆内壁和内圆外壁均设计成为精密设计的螺旋刮痕形式，使得在冷凝器冷凝的液体通过刮痕可以顺流而下，并形成液膜加大热交换接触面积，直至蒸馏釜。同心管技术具有如下的技术优势：&bull 压力降小&bull 滞留量小&bull 适用于热敏性物质&bull 高分离效率&bull 极少量蒸馏（低至1mL）&bull 极少工作流量而且，Pilodist精馏线产品主要有精密分馏装置PD104/PD105、微型精馏系统HRS500C和溶剂回收装置PD107等，都可以配备同心管精馏柱，特别适合热敏性物质在真空条件下的柔性蒸馏分离提纯。Pilodist HRS 500C实验室微型精馏系统其中，HRS500理论塔板数高达 60 块理论塔板。Pilodist PD 104精密分馏系统Pilodist PD 105精密分馏系统PD104和PD105的理论塔板数高达90块理论塔板数。Pilodist PD 107溶剂回收系统PD107溶剂回收系统，60块理论塔板数。可针对客户不同处理量、不同实验需求等选择不同的仪器配置方案。如果你对上述产品或方案感兴趣，欢迎随时联系德祥科技，可拨打热线400-006-9696。参考文献：[1] 陆剑伟，潘曜灵，郑灵霞，等. 锂离子电池电解液的清洁回收利用及废气治理方法[J].浙江化工. 1006-4184（2021）10-0040-06.[2] 周立山，刘红光，叶学海，等. 一种回收废旧锂离子电池电解液的方法: 201110427431.2[P]. 2012-06-13.[3] 毛国柱，侯长胜，霍爱群，等. 一种回收处理废旧锂电池电解液及电解液废水的处理方 法 : 201310562566.9 [P].PILODIST德国PILODIST是德祥集团资深合作伙伴之一。德国PILODIST公司源自于蒸馏及精馏设备供应商。公司传承原Fischer公司专业的蒸馏及精馏设备制造技术，为全球石油化工、精细化工行业及科研院所客户提供高品质的原油蒸馏系统、精馏系统、溶剂回收系统、汽液相平衡和分子蒸馏等。德祥科技德祥科技有限公司成立于1992年，总部位于中国香港特别行政区，分别在越南、广州、上海、北京设立分公司。主要服务于大中华区和亚太地区——在亚太地区有27个办事处和销售网点，5个维修中心和2个样机实验室。30多年来，德祥一直深耕于科学仪器行业，主营产品有实验室分析仪器、工业检测仪器及过程控制设备，致力于为新老客户提供更完善的解决方案。公司业务包含仪器代理，维修售后，实验室咨询与规划，CRO冻干工艺开发服务以及自主产品研发、生产、销售、售后。与高校、科研院所、政府机构、检验机构及知名企业保持密切合作，服务客户覆盖制药、医疗、商业实验室、工业、环保、石化、食品饮料和电子等各个行业及领域。2009至2021年间，德祥先后荣获了“最具影响力经销商”、“年度最佳代理商“、”年度最高销售奖“等殊荣。我们始终秉承诚信经营的理念，致力于成为优秀的科学仪器供应商，为此我们从未停止前进的脚步。我们始终相信，每一天都在使这个世界变得更美好！