磷酸鐵鋰化學(xué)式為LiFePO4(簡稱LFP)電池在鋰電池產(chǎn)業(yè)中占據(jù)較大的市場份額,平均服役年限為4年,現(xiàn)在,已經(jīng)大量的磷酸鐵鋰已進(jìn)入退役狀態(tài),所含有塑料、有毒電解質(zhì)和有機(jī)化學(xué)品會對環(huán)境及生命造成威脅;另一方面,廢舊LiFePO4正極片中含有豐富的有價金屬資源(Li Gu Al Fe),對其進(jìn)行回收不僅可以減少污染物,還可以補(bǔ)充金屬來源,減少資源壓力,從而促進(jìn)我國鋰電池產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。
退役鋰電池規(guī)模量
磷酸鐵鋰再生利用的收益顯現(xiàn),為規(guī)?;瘧?yīng)用鋪平道路。國內(nèi)再生利用鋰電池技術(shù)和應(yīng)用項目主要針對三元電池,涉及磷酸鐵鋰電池再生利用的相對較少,主要原因是磷酸鐵鋰電池正極材料主要成分為價值不高的鐵、磷等,而不含回收價值較高的貴金屬鈷和鎳。2018 年,磷酸鐵鋰濕法回收為虧損狀態(tài),回收收入為 8220 元/噸,利潤為-1695 元/噸。2022年,隨著金屬鋰價格突破300萬元/噸,磷酸鐵鋰再生利用的收益凸顯。以贛鋒循環(huán)20000t/a磷酸鐵鋰電池綜合回收項目為例,鋰價55萬元/噸時大致為項目收支平衡點;鋰價突破300萬元/噸,項目單噸利潤測算達(dá)2.78萬元,回收毛利率達(dá) 54%。以中力新能源(光華科技全資子公司)擬建的6萬噸/年磷酸鐵鋰再生利用項目為例,理論測算單噸凈利潤達(dá)3.40萬元,回收毛利率達(dá)30%。相比2018年,磷酸鐵鋰再生利用的理論收益已經(jīng)大大提高,所企業(yè)來說確實有一定的盈利前景。天奇股份表示,目前測算的磷酸鐵鋰電池回收項目盈利情況,磷酸鐵鋰回收的實際收益至少可以與三元電池回收處理的收益水平相當(dāng)。2021年,天奇股份三元電池循環(huán)業(yè)務(wù)實現(xiàn)營業(yè)收入98,847.81萬元,歸母凈利潤22,389.10萬元,歸母凈利率超20%。
國內(nèi)一些現(xiàn)有/規(guī)劃磷酸鐵鋰再生利用項目
以光華科技為例,其“磷酸鐵鋰正極廢料回收制備電池級碳酸鋰和磷酸鐵的方法”能夠回收生產(chǎn)電池級碳酸鋰和電池級磷酸鐵,其中鋰回收率達(dá)95%以上,可進(jìn)一步制備99%電池級碳酸鋰;磷、鐵侵出率平均回收率可達(dá) 95%,可制備電池級磷酸鐵。此外,該技術(shù)利用低酸浸出提鋰除雜,避免低鋰高鹽溶液的產(chǎn)生從而確保鋰的高回收率,大部分母液如飽和碳酸鈉溶液等可返回工藝系統(tǒng)使用,可大幅降低廢液處理量和處理成本。
廢舊磷酸鐵鋰電池處理設(shè)備
廢舊磷酸鐵鋰電池回收技術(shù)進(jìn)展,一套廢舊磷酸鐵鋰電池回收處理生產(chǎn)線的工作流程是這樣的:廢舊鋰電池經(jīng)過放電后,通過輸送帶進(jìn)入撕碎機(jī)中,先撕碎成小塊狀,為后面的工序進(jìn)行預(yù)處理,經(jīng)烘干設(shè)備將廢舊鋰電池中的水分、電解液、凝膠等進(jìn)行干燥處理,使其水分達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn),為后期篩分處理提供保障;經(jīng)過烘干后的原料進(jìn)入多刀粉碎機(jī),粉碎機(jī)的任務(wù)是把塊狀材料進(jìn)行粉碎,使其原材料的粒度縮成不大于1毫米的混合料。再把經(jīng)過破碎后的原材料進(jìn)行篩分處理,把原料中的銅、鋁、塑料、隔膜粉等進(jìn)行篩分處理。接下來在進(jìn)行二次粉碎和二次篩分后進(jìn)入研磨機(jī),通過研磨后使物料達(dá)到單晶解體,形成顆粒和粉料的各自形體。終端通過比重分選機(jī),將物料中的銅、鋁、塑料等進(jìn)行分選分離。
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