5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機構、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。

北京理工大學教授李麗在儲能電池專場，發(fā)表了題為“廢舊鋰離子電池回收處理技術與資源化再生技術進展”的精彩演講。

演講內(nèi)容如下：

李麗：

今天跟大家交流的題目是關于鋰離子電池回收處理技術及資源化再生技術進展。這是今天匯報題目的內(nèi)容，首先我們看看能源背景，這些數(shù)據(jù)在2017年美國能源信息中心關于國際能源展望的數(shù)據(jù)分析。可以看到從1990-2015年，以及對2014年期間的預測。傳統(tǒng)化學能源，包括煤、石油、天然氣穩(wěn)步增長。可以關注綠色曲線，這是關于可再生能源，發(fā)展趨勢迅猛。在可再生能源中，風能和太陽能發(fā)展最為迅速。關于新能源的發(fā)展面臨非常多的挑戰(zhàn)，這個數(shù)據(jù)是關于中美及一些國家在電動汽車保有量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計。2016年，全球電動汽車，包括EV和PHEV的保有量超過200萬輛，2017年超過300萬輛。電動汽車的發(fā)展作為其中核心部件之一，鋰離子電池用量非常多，我們隨之考慮電池成本和能源的節(jié)約，電池回收利用是關鍵的研究領域。

這是關于鋰離子電池回收的數(shù)據(jù)，我們對近期在這方面的數(shù)據(jù)。左上角綠色點曲線是2011年到去年年底統(tǒng)計的，關于電動汽車用鋰離子電池的增長趨勢，2017年產(chǎn)量達到32GWh。對于鋰電池中的兩個主流體系：磷酸鐵鋰和三元。從柱形圖可以看到不同組份的三元電池，包括611、532等，以及磷酸鐵鋰金屬元素分配的比例，我們會跟蹤每種金屬的價格。可以看到金屬股的價格居高不下。2017年股平均價格達到每噸5.5萬美元，2018年1月其價格上升到7.7美元每噸。對于碳酸鋰，達到2.5萬美元每噸。從電池成本的降低及對環(huán)境的影響兩個角度，縱觀鋰離子電池的生命周期。原材料價格的提升對后期電池及成組后的價格有非常大的影響。關于能源的消耗、規(guī)模及對環(huán)境的影響也會增加其成本。在使用過程中，我們談到對電池壽命的延長，一定程度上會降低電池的成本。最后是如何把它廢棄后進行有效的回收和再利用。

這是我們在科研領域做的統(tǒng)計，左圖從2002年開始，關于鋰電池的回收文件非常少，有一部分是關于鉛酸的。從2002年后，文章的數(shù)目量有非常大的增加。在中國、韓國、巴西、印度、美國、澳大利亞等國家，中國的貢獻量最大。研究機構顯示的是清華大學、北京理工大學、韓國地理地質研究所和中科院文章的分布量。餅型圖是不同的附件，包括隔膜等。95%集中在正極，對于單體電池來講正極成本占95%，所以主要研究在正極，5%左右在負極和電解液。

從目前的發(fā)展趨勢來看有以下研究方向，首先用濕法，后期進行分離和除雜，最后對請出進行再生和合成。合法，關鍵步驟在高溫下進行溶液，產(chǎn)物雜雜質比較高。預處理，之前大家對預處理的關注度不夠，現(xiàn)在很多國內(nèi)外企業(yè)對電池處理理投入了非常大的精力，包括前期的篩分、破碎等，有很多預處理的手段。縱觀電池全生命周期，如何使整個電池全生命周期的能耗降到最低。

關于國內(nèi)外在這方面的最新研究進展。關于預處理，從左圖可以看到預處理的基本流程，不同的電池體系，其電解液、SOH會嚴重影響破碎過程中釋放出的產(chǎn)物。柱形圖可以明顯看到主要氣體釋放量是DMC、EMC、二氧化碳等，這是全球變暖的主要元兇。右圖是粉碎后對金屬的主要影響。我們經(jīng)過充放電后，用透射電鏡可以看到正負極表面被均勻的有機物包裹，勢必會影響后期浮選的過程，我們要先對電池材料預處理，使有機物進行分解，降解為非常小的分子，后期在疏水過程中很好的分離。

2017年文獻報告集中的方法，這是用鈷酸鋰等，我們知道二者可以重新組建形成氯化鋰，后期要跟水請出，使氯化鋰電和鈷進行有效分離。

關于活法，之前企業(yè)報道不多，文獻做了前期的探索。這是關于現(xiàn)場再現(xiàn)的金屬熔煉過程，針對不同體系，包括鉬酸鋰、鈷酸鋰和三元電質材料。把溫度設置為700-900度之間，以碳酸鋰的形式成為碳酸鋰的產(chǎn)物。主要是金屬的氧在高溫下非常容易出來，最后形成碳酸鋰。這是正極的直接再生，其工作是在肌理分析基礎上，任何一種材料經(jīng)過充放電循環(huán)后，在金格上形成了磷酸鐵、氧化鐵和五氧化二磷等，重新合成磷酸鐵鋰材料。這是加州大學所做的，有類似之處。這是濕法的核心部分。這是關于請出的合成，我們希望合成具有高附加值的產(chǎn)物，這是合成催化劑材料、石墨烯材料。

這是我們實驗室的工作，主要依托國家973計劃項目的資助，目前在計劃過程中。整個實驗室平臺集中二次電池、能源才倆設計與工況仿真的實驗研究平臺、性能評價研究平臺、原位設備合成。由于科技組研發(fā)方向非常多，今天跟大家匯報的是關于回收和再利用方面。

我們的研究特色是如何使目前企業(yè)采用的回收技術，一方面具有經(jīng)濟性，另一方面具有環(huán)境友好性。我們的工作集中在以下幾方面，簡單匯報去年和今年的研究進展。

第一篇工作發(fā)表在2018年，我們對電解材料進行請出，最后合成三元材料。

第二篇工作是對有機材料進行請出，再進行再生，最終材料的性能是非常不錯的。這篇工作是我們剛發(fā)表的關于氯酸的工作，非常具有代表性的工作之一。

第三篇工作是引進美國佛羅里達大學副教授的研究，用作污染水體中氮磷具有吸附劑自高之一，碳材料可以用于磷的吸附，大概是5-6倍的數(shù)量級。

這是氧化錳和人工石墨的附和，主要吸收重金屬，吸附量在99%以上。

最后在研究領域簡要的提出三個方向，一是Efficiency，二是Economy，三是Environment。