科技部正式發(fā)布的《國家綠色低碳先進(jìn)技術(shù)成果目錄》包括18項(xiàng)水污染治理技術(shù)、15項(xiàng)大氣污染治理技術(shù)、23項(xiàng)固廢處理技術(shù)等共85項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)成果。
1. 技術(shù)名稱
廢舊三元鋰電池元素定量補(bǔ)償異位重構(gòu)制備三元前驅(qū)體技術(shù)
2. 適用范圍
廢舊三元鋰電池及其材料回收與綜合利用，包括 3C 數(shù)碼電池、動(dòng)力與儲(chǔ)能電池等，以及廢舊三元鋰電池材料。
3. 技術(shù)內(nèi)容
3.1 技術(shù)原理
針對(duì)廢舊電池回收處理過程中電解液無序排放的問題，采用自動(dòng)拆解裝置成套裝備與工藝，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切割、自動(dòng)分選電池極片。在自動(dòng)拆解過程中，采用真空引流—轉(zhuǎn)輪吸附集中處理有機(jī)廢物，采用控溫真空蒸餾技術(shù)回收退役三元鋰電材料中的有機(jī)溶劑，消除有機(jī)質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)的再生利用。
針對(duì)正極材料酸浸提鋰的傳統(tǒng)工藝存在酸消耗量大、伴隨干擾金屬多等問題，通過采用鈉復(fù)合鹽焙燒方法破壞三元材料的原有結(jié)構(gòu)，使鋰轉(zhuǎn)化為可溶性鋰鹽，鈷鎳錳轉(zhuǎn)化為難溶性的物質(zhì)，再通過加水浸出從而實(shí)現(xiàn)鋰與鈷鎳錳的分離。其原理示意圖如圖 1 所示。
3.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
（1）創(chuàng)新采用“控溫真空蒸餾—轉(zhuǎn)輪冷凝回收”、新型萃取劑萃取優(yōu)先提鋰、選擇性分步除雜、精準(zhǔn)配料、三維立體漿式攪拌（攪拌頻率40±10Hz）、非恒定pH調(diào)控（pH值10.9～11.6）、三元素定量補(bǔ)償異位重構(gòu)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)短流程和高效綠色回收
廢舊三元鋰電池。
（2）開發(fā)了深度放電工藝與設(shè)備、自動(dòng)拆解與分離、低溫焙燒等預(yù)處理設(shè)備與技術(shù)，解決了電池后續(xù)破碎處理過程中易起火、環(huán)境污染等問題；同時(shí)實(shí)現(xiàn)銅、鋁和粉末有效分離及資
源循環(huán)利用。
（3）研發(fā)了自動(dòng)拆解與極片處理裝置。自動(dòng)拆解裝置由上料機(jī)構(gòu)、輸料機(jī)構(gòu)、用于切割動(dòng)力電池頭部和尾部的切割機(jī)構(gòu)、用于將電池從動(dòng)力電池的外殼推出的分離機(jī)構(gòu)、外殼推料機(jī)構(gòu)和出料輸送機(jī)構(gòu)等組成，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池自動(dòng)拆解；極片處理裝置由上料除鐵平臺(tái)、粗碎機(jī)、粉碎機(jī)、旋風(fēng)集料器、中央除塵系統(tǒng)、振動(dòng)篩分機(jī)及粉料倉組成，可實(shí)現(xiàn)電極活性物質(zhì)與集
流體自動(dòng)分離。
4. 污染治理或環(huán)境修復(fù)效果
以江西贛鋒循環(huán)科技有限公司 34000t/a 廢舊鋰電池綜合回收項(xiàng)目為例，與傳統(tǒng)濕法工藝相比，鋰回收率提高 10%以上，鎳鈷錳回收率提高 5%以上，硫酸用量減少 35%以上，SO2減排10%以上。
5. 技術(shù)示范情況
江西贛鋒循環(huán)科技有限公司 34000t/a 廢舊鋰電池綜合回收項(xiàng)目工藝流程為：退役三元鋰電池經(jīng)深度物理放電、自動(dòng)拆解與分離、低溫焙燒等預(yù)處理得到三元正極粉料，再經(jīng)漿化、還原酸浸、新型萃取劑萃取優(yōu)先提鋰、pH 精確調(diào)控沉淀除 Mg、硫化錳除 Zn、氟化物除鈣鎂等分步凈化除雜得到鎳鈷錳凈化液，最后采用萃取—反萃、三維立體漿式攪拌、非恒定 pH 調(diào)控、三
元定向補(bǔ)償重構(gòu)等技術(shù)制備三元前驅(qū)體材料。廢水、廢氣經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放，一般固體廢物按照環(huán)境管理要求處置，危險(xiǎn)廢物交由有相關(guān)資質(zhì)單位處置。運(yùn)行 3 年，采用該技術(shù)成果已累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入 13.27 億元，實(shí)現(xiàn)利稅 1.73 億元。
6. 投資估算
按年產(chǎn)12000t 三元前驅(qū)體材料生產(chǎn)線計(jì)算，設(shè)備投資 23328萬元。
7. 投資回收期
按生產(chǎn)線年產(chǎn) 12000t 三元前驅(qū)體和 4250t 電池級(jí)碳酸鋰計(jì)算，稅后投資回收期 2 年。
8. 技術(shù)成果轉(zhuǎn)化推廣前景
據(jù)估算，2025 年，我國退役電池將累計(jì)高達(dá) 125GW·h，其中三元鋰電池占比 50%以上，且年增長率高達(dá) 70%，該技術(shù)的市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。
