废旧电池回收处理工艺主要分为三个处理过程:预处理、二次处理与深度处理。废旧电池回收过程中仍有部分电量,所以要对其进行预处理,主要进行深度放电过程、破碎、物理分选。二次处理的目的是为了使正负极活性材料与基底发生分离,主要用热处理法、有机溶剂溶解法、碱液溶解法以及电解法等来实现。深度处理是处理过程的关键,主要包括浸出和分离提纯两个过程,对有价值的金属材料进行提取。现如今锂电池回收工业中常用的技术有干法回收和湿法回收等,其中湿法工艺是目前回收废旧锂电池较为成熟的技术,也是目前研究较多的一种工艺。
锂电池的自放电率一般为每月 0.5%~5%。
不同类型的锂电池自放电率会有所差异,例如磷酸铁锂电池(LFP)自放电率较低,而钴酸锂电池(LCO)自放电率相对较高。此外,锂电池的自放电率还受温度、荷电状态(SOC)等因素影响,温度越高、SOC 越高,自放电率通常越大。
回收方法:
湿法回收:利用化学试剂对电极材料中的金属进行选择性地溶解,再分离浸出液体中的金属元素。该技术具有回收率高、产品纯度较高、能耗较低的优点,是目前应用范围广的回收技术。
火法回收:通过高温手段将废旧电池中的杂质去除,终提取出含有金属及其化合物的细粉状材料。该技术操作工艺简单,效率比较高,适应于处理大量或者结构较为复杂的电池。
生物回收:利用微生物等的代谢过程将废旧电池中的金属元素选择性浸出,实现提取高值金属元素的目的。该技术对环境友好,但是目前仍处于研发阶段,技术尚不成熟。
工艺选择决定加工成本差异
湿法回收:需使用化学试剂溶解金属,加工成本较高。例如,磷酸铁锂电池湿法回收单吨加工费约 1.13 万元,三元电池达 1.44 万元。
干法回收:高温处理工艺简单,但能耗高且污染大。磷酸铁锂电池干法加工费约 0.59 万元 / 吨,三元电池为 0.6 万元 / 吨。
生物法:虽环保但技术不成熟,成本远超工业应用水平。