一塊廢舊鋰電池經過拆解、破碎、熱解、分選、除雜等一系列工藝后,實現鋰、鎳、鈷、錳等金屬元素的循環再生……山東豐融新材料有限公司車間內,電池模組有序堆疊,一包包黑色粉末整齊碼放,一條每小時產能1噸的電池回收線和一條每小時產能1.5噸的極片生產線正有序運行。
鋰礦資源屬于稀缺資源,隨著新能源汽車的快速發展和新能源儲能需求的進一步提升,與之密切相關的鋰電產業迎來發展風口期。目前,市場上報廢的動力電池很大一部分是三元電池和磷酸鐵鋰電池,它們蘊含著豐富的鋰資源,未來這類電池會越來越多,因此從廢舊鋰電池中提取鋰元素成為行業發展的方向之一。
“廢舊電池是未來的‘城市礦山’,如果我們將廢舊電池回收利用做好,就能掌握市場主動權,對布局鋰電產業十分有益。”豐融新材料有限公司負責人吳仲謀說。
“一組廢舊電池進入生產流程后,僅2分鐘就能變成一堆粉末。”在山東豐融新材料有限公司的生產車間內,整齊擺放著各類廢舊動力電池,它們已由原來的電池包變成了一個個單體電芯。生產線上,工人手持電量檢測設備,正對即將進入傳送帶的廢舊電池進行檢測。
“廢舊鋰電池種類不一,除了鋰元素,還含有銅、鋁、鎳、鈷、錳等多種貴金屬,這些物質如果隨意丟棄就成了有毒有害的危險廢物,會對生態環境造成嚴重污染。公司對這些廢舊電池經過無害化處理、回收后,就能生產出高價值的電池原料和貴金屬材料,既有經濟效益,又有社會效益。”吳仲謀告訴記者,鋰電池會因短路、電池撞擊、外殼破碎等原因造成熱失控風險。為解決這一難題,公司通過技術創新,研發出氮氣保護破碎系統,設計出帶電電池無氧裂解生產線和多級分選系統,廢舊鋰電池無需放電,便可直接進入生產線,經過破碎、裂解、種類分選,變為電池粉、銅、鋁、鐵等金屬,實現專業化、智能化生產。
“廢舊鋰電池的資源化利用首先要保障安全,因此我們從行業難點入手,將廢舊鋰電池中的銅、鋁、鐵直接分離出來,再將電池粉中所含有的鋰、鎳、鈷、錳等金屬物質交由冶煉廠進行化學提取。”吳仲謀告訴記者,廢舊鋰電池回收目前主要采用“鹽水放電”工藝,其產生的廢水會對環境造成二次污染,還存在效率低、雜質多等問題。根據電池的種類、規格不同,如何實現批量化拆解和規模化生產,保證生產過程的安全性,產品質量如何滿足濕法提鋰的要求,是行業目前面臨的技術難題。
“拆解電池分為拆解電池組和拆解電芯兩個部分。我們開發的自動拆解線針對電動汽車電池包及電動工具電池模組進行拆解,通過自動化機械手先將電池外殼剝離,隨后去掉電池組上的連接電纜與線路板,最后將起到絕緣與抗震作用的底座與部分膠狀物去掉,就可以得到一個個單支電芯。我們不會拆解電芯,因為電芯含有六氟磷酸鋰等有害物質,拆解過程會對環境造成不同程度的污染。”吳仲謀告訴記者。
山東豐融新材料有限公司通過創新工藝,使電池粉的回收率達到99%以上,年產電池材料和銅、鋁等金屬1.6萬多噸,電池粉中的鋰含量達2.8%以上,銅、鋁純度達到98%以上,產品質量達到國內領先水平。“公司正對二期項目進行立項準備工作,預計2025年產能將擴大至5萬噸以上,2026年可建成投產20萬噸項目。”吳仲謀告訴記者。 (經濟日報記者 王金虎)