来源 :中铝国际2024-11-04
习近平总书记指出：要完整、准确、全面贯彻新发展理念，深入落实全面节约战略，坚持循环利用、变废为宝，坚持创新驱动，开放合作，着力畅通资源循环利用链条。
作为国家高新技术企业、国家技术创新示范企业和国家企业技术中心，长沙有色冶金设计研究院有限公司（以下简称长沙有色院）切实增强做好资源循环利用工作的思想自觉和行动自觉，更加注重资源循环利用技术的系统研发和优化创新，推动科技成果加快转化为现实生产力，持续提升关键领域自主创新能力，形成了一大批具有自主知识产权的核心技术，为我国打造矿业强国，推动有色金属冶炼行业发展，助力资源循环利用产业发展提供了强有力的技术支撑。
随着新能源汽车产业的发展，我国已成为镍、钴、锂产品的主要消费国。回收废旧动力电池中的有价金属，使其得以再生利用，具有广阔的开发前景和经济效益。面对产业发展、安全、环境、资源等多方面的挑战，关注废旧动力锂电池的回收再利用，寻求技术上可行、环境经济上可取的科学处理方法，既是时代的要求，也是电池产品可持续生存发展的必由之路。
废旧锂电池主要由外壳（钢/铝/铝塑膜）、正极（铝集流体负载钴酸锂/磷酸铁锂/镍钴锰酸锂/镍钴铝酸锂）、负极（铜/镍/钢集流体负载碳）、聚烯烃多孔隔膜、电解液（六氟磷酸锂/高氯酸锂/碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯）等物质组成。锂动力电池回收利用兼具资源综合回收和环境保护的双重意义，是构筑新能源汽车产业闭链循环的关键所在。
现在，新能源汽车产业发展如火如荼，动力电池的使用量将大幅增加，由此产生的废旧动力电池报废量也将增加，据统计，2025年我国动力电池报废量将达到116GWh（约78万吨）。报废的动力电池若处置不当，不仅会造成镍、钴、锰、锂等有价资源的浪费，还会对生态环境产生负面影响。废旧动力电池的回收既是我国应对资源短缺的重要措施，也是实现绿色发展的重要途径。
20世纪90年代以来，长沙有色院顺应国家新兴产业发展趋势，在锂资源开采、选矿、提锂、锂电材料制备及废旧锂电回收等锂资源全产业链全生命周期开发利用的核心技术领域全面布局，以技术创新为手段，以推广应用为目的，通过持续的技术储备、消化吸收、工程实践和攻关创新，形成了一系列资源开发循环利用的核心技术和装备，保障了国家战略资源供给，彰显了央企担当。
长沙有色院创新研发了废旧动力电池有价组分清洁回收新技术。在相关项目中首次采用国产全自动拆解设备进行废旧电池拆解破碎分选，产出铜箔、铝箔、黑粉，物料分离效果理想；发明了选择性回收废旧动力锂电池正极材料技术，通过选择性浸出与深度净化分离等一系列技术研发与创新应用，大幅度提升了锂回收率和硫酸锰产品质量，镍钴回收率也得到提高。该项目成果在宁夏、广东等废旧动力电池回收企业应用以来，实现了废旧动力电池中有价组分高效清洁回收，黑粉回收率大于97%，镍、钴、锰、锂回收率分别高于98.5%、98%、98%、90%。该技术较之传统镍钴锰矿物冶金提取技术，可大幅降低碳排放，经济和社会效益显著。该项技术获2023年中国有色金属工业科学技术奖一等奖，2024年入选湖南省工业领域鼓励发展的绿色低碳先进适用技术、装备和产品目录。
长沙有色院紧紧把握新能源汽车行业蓬勃发展拉动锂电池需求快速增长的机遇，充分利用自身在湿法冶金领域特别是钴、镍、锰、锂冶炼领域的技术优势，大力拓展锂电回收与三元材料项目的设计咨询业务。近几年，长沙有色院已陆续签订了睿达、顺华、金泉等多个锂电回收与三元材料类项目的设计咨询合同，项目建设地位于湖南、天津、四川、浙江、广东等地区。
该项目研发的废旧动力电池资源循环利用技术，可在全国废旧动力电池回收领域大范围推广，对提高我国废旧动力电池高效、低碳、绿色回收有价金属水平具有重大意义，应用前景十分广阔。
废旧锂动力电池回收技术工程项目案例
1.宁夏百川新材料有限公司废旧电池回收产线项目
该项目废旧电池芯拆解设计产能12000t/a；钴锰催化剂处理设计产能300t/a；废旧磷酸铁锂电池回收设计产能6000t/a；废旧三元电池回收设计产能6000t/a；极片粉碎分选线设计产能为1t/h。项目采用自动化拆解—浸出—净化—萃取—蒸发结晶冶炼工艺流程，主要产品为电池级硫酸镍、电池级硫酸钴、电池级硫酸锰、工业级碳酸锂和副产元明粉。项目废旧动力电池实现全自动化拆解，其中有价组分实现了高效回收，过程绿色环保。
2.湖北金泉新材料公司废旧锂离子电池综合回收利用项目
该项目以废旧三元锂电池、磷酸铁锂电池、钴酸锂电池、磷酸铁锂废极片料、三元废极片料、钴酸锂废极片料、镍钴废料为原料，共计18kt/a，经过“拆解—还原焙烧—浸出—净化—萃取—蒸发结晶”等工艺，生产硫酸镍晶体、硫酸钴晶体、硫酸锰晶体、电池级碳酸锂及无水磷酸铁。该项目的实施满足了市场对于锂盐材料、磷酸铁材料前驱体、三元材料前驱体的需求，对促进废旧电池资源化乃至整个新能源汽车产业的快速健康发展具有重大意义。