美国已将锂离子电池归类为一种包括易燃性、浸出毒性、腐蚀性、反应性等有毒有害性的电池,是各类电池中包含毒性物质多的电池。另外,废旧锂离子电池中含有大量的可循环利用的贵重金属(如钻、钮、镍等),这些贵重金属如果不重复利用,也造成资源的浪费。目前我国还没有建立起完善的废旧锂电池的回收体系,所以从资源的回收和环境问题两方面综合考虑,锂离子电池的回收技术亟待解决。
近年来,动力电池作为电动汽车的“心脏”一直备受关注。随着电池技术的快速发展,当前多家车企对于固态电池都在投入重金竞相研发。固态电池与传统锂电池相比具有更高的能量密度,同时拥有更大的功率和更长的使用时间,是下一代锂电池发展的大趋势。
废旧锂离子电池的回收处理过程主要包括预处理、二次处理和深度处理。由于废旧电池中仍残留部分电量,所以预处理过程包括深度放电过程、破碎、物理分选;二次处理的目的在于实现正负极活性材料与基底的完全分离,常用热处理法、有机溶剂溶解法、碱液溶解法以及电解法等来实现二者的完全分离;深度处理主要包括浸出和分离提纯2个过程,提取出有价值的金属材料。按提取工艺分类,电池的回收方法主要可分为:干法回收、湿法回收和生物回收3大类技术。
当废旧锂离子电池被完全放电后,需要拆解电池的正极材料、负极材料、隔膜和外壳等。电池的拆解既可以用人工操作,也可以通过机械处理来完成。通常情况下,人工拆解主要用于实验室研究,拆解的工作量相对较小;机械拆解是借助冲击破碎机来拆解与粉碎电池,可以实现大规模的工业化处理,而且机械拆解所得的正极材料更纯净,其杂质含量相对较少,更方便后续的操作处理。
当动力锂电池的电化学性能降至无法满足汽车动力需求时,一般是锂电池寿命衰减至80%以下,这样动力锂电池就要进入报废阶段。通过锂电池回收,从中获提取有价值的金属元素,再次应用于锂电池或者粉末冶金等领域。
当锂电池性能(电池容量)往往只下降到原性能的 80%。在电池性能仍维持在 80%-20%时,退役的动力电池可以经过相关的检测评价依次用于低功率电动车、电网储能、家庭储能领域。而当电池性能下降至 20%时,可以对其进行报废处理。