我院參編的深圳市地方標(biāo)準(zhǔn)《磷酸鐵鋰廢舊電池濕法回收利用技術(shù)規(guī)范》發(fā)布

磷酸鐵鋰廢舊電池濕法回收利用技術(shù)規(guī)范

2024年12月31日,深圳市市場監(jiān)督管理局2024年第38號(總第175號),批準(zhǔn)發(fā)布包含DB4403/T 571—2024《磷酸鐵鋰廢舊電池濕法回收利用技術(shù)規(guī)范》在內(nèi)的4項地方標(biāo)準(zhǔn),并予以公告。

標(biāo)準(zhǔn)起草單位介紹

本文件起草單位:深圳佳彬科技有限公司、深圳市環(huán)??萍技瘓F股份有限公司、中汽研科技有限公司、深圳市清新電源研究院、深圳市環(huán)境科學(xué)工程技術(shù)中心有限公司、欣旺達電子股份有限公司、深圳市德方納米科技股份有限公司、廣東光華科技股份有限公司、清華大學(xué)深圳國際研究生院、深圳市電源技術(shù)學(xué)會、福建永安市永清石墨烯研究院有限公司、弗迪電池有限公司、格林美股份有限公司、生態(tài)環(huán)境部華南環(huán)境科學(xué)研究所(生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境應(yīng)急研究所)、廣東省循環(huán)經(jīng)濟和資源綜合利用協(xié)會、深圳市標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院、安徽興元新材料科技有限公司。

標(biāo)準(zhǔn)文本解讀

01
標(biāo)準(zhǔn)編制背景及目的
隨著鋰電池大規(guī)模使用,磷酸鐵鋰因成本低廉、循環(huán)性能好等特點,成為動力電池或儲能電池正極的主流材料。然而,磷酸鐵鋰電池中不含稀有金屬,未受電池回收企業(yè)重視,國內(nèi)專業(yè)回收公司較少。且隨著報廢電池年限到來,大量廢舊磷酸鐵鋰電池亟待處置。

本標(biāo)準(zhǔn)旨在解決磷酸鐵鋰動力電池回收問題,一是磷酸鐵鋰廢舊電池拆解過程中電解液的無害化處理;二是實現(xiàn)鋰、銅、鋁、鐵、磷、石墨等有價資源的再生利用。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了磷酸鐵鋰廢舊電池回收再生利用的信息管理和貯存運輸、原輔料和設(shè)備、濕法回收工藝、再生利用產(chǎn)品要求與處置以及環(huán)境保護和安全要求。明確了濕法回收工藝技術(shù)參數(shù),以及各種材料的回收率和質(zhì)量要求。

02
標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新性及先進性
一、關(guān)注磷酸鐵鋰回收,環(huán)境友好可持續(xù)

廢舊動力電池的回收利用技術(shù)水平直接關(guān)系到廢棄物環(huán)保和資源再生利用兩大問題。在工藝技術(shù)上,工業(yè)上以濕法和火法為主,國外的技術(shù)路線以火法為主,利用高溫冶金法將動力電池直接高溫還原,電池外殼、負(fù)極材料、塑料隔膜等組分提供還原劑和能量,最終以金屬合金的方式回收,在回收過程中同時對氣體進行凈化。高溫還原的金屬合金將經(jīng)過酸浸后經(jīng)萃取得到金屬鹽,或通過高溫還原回收金屬單質(zhì)。根據(jù)美國阿貢國家試驗計算軟件Everbatt的理論計算,火法每處理1kg電芯將會產(chǎn)生3.1kg廢棄物,嚴(yán)重違背了可持續(xù)發(fā)展理念。而國內(nèi)的回收策略多數(shù)采用濕法冶金方法,濕法工藝是把電池破碎,將電池粉體通過酸浸、萃取分離和純化等步驟獲得電池級原料。盡管濕法工藝流程較長,但材料回收率和回收經(jīng)濟效率較高,有助于鋰電行業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟。另外,可對非關(guān)鍵材料的回收再利用,能夠有效降低回收過程對環(huán)境的影響,鼓勵行業(yè)企業(yè)盡量做到全組分回收。

二、新型回收工藝,提升材料回收率

廢舊電池回首要關(guān)注資源回收利用方面。相較火法回收,濕法回收具有更高的材料回收率和回收經(jīng)濟效。本標(biāo)準(zhǔn)在多年電池回收技術(shù)研發(fā)和實施的工作基礎(chǔ)上,提供了關(guān)鍵材料(鋰鹽)和非關(guān)鍵材料(磷鐵、石墨、銅、鋁等)的回收技術(shù)路線,助力鋰電行業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟。材料回收率如下:

1)?利用濕法再生碳酸鋰,鋰的回收率不低于90%。電池級碳酸鋰純度達到Y(jié)S/T 582的要求,即質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.5%;工業(yè)級碳酸鋰純度達到GB/T 11075的要求,即質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.2%;電池級氯化鋰純度達到Y(jié)S/T 744的要求,即質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.5%。

2)?銅、鋁元素的回收率均不低于98%;

3)?鐵磷廢渣回收及再生利用無害化處理,形成電池用磷酸鐵;

4)?鋁塑膜、鋼殼等包裝材料回收處理。

三、綠色環(huán)保,電解液等污染物無害化處理

廢舊鋰電池內(nèi)部含有大量的易燃易爆物質(zhì)以及危害環(huán)境的含氟物質(zhì),本標(biāo)準(zhǔn)提供了無害化處理的技術(shù)路線,優(yōu)化熱處理工藝控制條件,在特定溫度和時間范圍內(nèi),高效去除隔膜、電解液、粘結(jié)劑等物質(zhì),再通過負(fù)壓集中收集處理,保證排放的廢氣廢水符合相關(guān)要求。

四、可操作性強,工藝流程科學(xué)合理

標(biāo)準(zhǔn)中明確了在無法通過標(biāo)簽或外形鑒別電池類型的情況下,磷酸鐵鋰電池和磷酸錳鐵鋰電池的鑒別方法。可通過元素滴定檢測法,或者手持式X射線熒光光譜分析儀(XRF)或者用掃描電子顯微鏡X射線能譜儀(SEM-EDS)對廢舊電池進行錳、鐵元素測定。

破碎、熱處理、分選、浸出、沉淀環(huán)節(jié)工藝條件科學(xué)合理,通過合理的控制條件,實現(xiàn)鐵、鋰等元素的高浸出率和高回收率,同時實現(xiàn)成本可控,保障企業(yè)的盈利空間。