后台有友友们研究，想了解锂电回收。小编不是这方面的众人，不外照旧经过一番奋力，为友友们准备了一篇锂电回收的著作，请哂纳。锂离子电板市集合手续火热，下图是国外能源机构（IEA）在本年3月份发布的全球锂离子电板制造智力（2022-2030），锂离子电板市集也曾进入TWh（1TWh=1000GWh）时间。瞻望到2030年，锂离子电板的全球制造智力将达到7TWh，咱们将稳坐锂离子电板全球第一世产制造国。

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锂离子电板的主要用途可大体分为三类：能源电板（认果真EV battery，不叫Power battery），储能系统（energy storage system，ESS）以及铺张类电子品（consumer electronic，CE）。能源电板是主要增长点，而储能应用也在稳步擢升。人所共知，锂离子电板的寿命是有限的，在将来，将有海量电板“退役”，很澄澈不可精炼丢弃，因为电板中含有许多无益的有机溶剂以及重金属等，沾污环境。那么该若何处理废旧电板呢？请往下看。

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二次使用Reuse，调养用途再讹诈Repurposin以及电板回收Recycling

经常对废旧电板有3种处理范例：

1 二次使用Reuse

当锂离子电板不再餍足其所在客户的需求时，与其将电板丢弃，不如选择二次使用。电板性能会跟着时候的推移而衰减，但是，用过电板仍可为其他应用提供有用的能量储存。举例，淌若电动汽车电板的能量不及以餍足车主对续航里程的需求，则可将其重新给对电动汽车电板续航里程条目较低的车主使用。

2 调养用途再讹诈Repurposing

关于不再餍足用户需求或以其他方式被丢弃的锂离子电板，调养用途再讹诈和二次使用是两种访佛的、环保的替代电板回收或丢弃的范例。淌若电动汽车电板的能量不及以餍足车主对续航里程的需求，可将其改装成储能电板，用于储存太阳能电板板的能量。无意不错改装成其他种类的电板。

3 回收讹诈Recycling

回收电板材料是源泉将废旧电板材料结巴掉，然后从中索求出来有价值的金属和化合物。

为什么锂离子电板回收至关强大

算作减少温室气体排放和执法全球变暖影响的合手续所在的一部分，电动汽车（EV）正在全球范围内被泛泛接纳。迄今为止，已有 20 多个国度文书了到2020 年竣工电动化所在或回绝使用传统内燃机汽车的商酌。120 多个国度和欧盟已文书在将来几十年内竣工净零排放所在。此外，汽车公司也启动积极激动各自车队的电气化。梅赛德斯-飞奔文书将在 2030 年前竣工其将来一都产物的电气化；奥迪文书到2033 年将齐全罢休坐褥统统内燃机汽车，同期到 2026 年只推出纯电动汽车。福特、通用汽车（GM）和Stellantis诡计确保到 2030 年零排放汽车的销量占到 40%-50%；以及沃尔沃将在 2030 年前用纯电动汽车取代其一都产物。跟着电动汽车产量的激增，对电板相干原材料的需求也在增多、镍、钴、锰、锂和石墨等电板相干原材料的需求当然导致了开采和坐褥的增多。但是，即使按照目下的水平，要餍足全球供应链的预期需求也需要很长的准备时候。因此，瞻望将来将出现严重的原材料短缺。将来原材料将严重短缺，尤其是锂和钴。同期，由于铺张类电子产物的锂电板平均寿命为1-3年，而电动汽车或储能系统的锂电板平均寿命为8-10年，因此到2023年将产生约20万吨铺张类锂电板废物和88万吨能源类锂电板废物。淌若不可符合处理废旧锂离子电板，多数的废旧锂离子电板将形成严重的环境问题，很是是Co、Ni、Mn和HF等有毒重金属和煦体可能从处理不妥的废旧锂离子电板中开释到环境中。不外，废旧锂离子电板也不错被视为一种资源。废锂电板的里面材料都是电板级的，因此不错重新插足到新电板的坐褥中。坐褥新电板。因此，废锂电板的回收讹诈不错为新电板的坐褥供应链提供二次材料开端。此外，接纳回收的正极材料可量入为主20%以上的锂电板总成本，而通过从废锂电板中回收阴极材料之外的更多因素，还不错竣工更多的潜在从简。2022年锂电回收市集约65亿好意思元，有机构预测到2031年，锂电回收市集可扩大至351亿好意思元。

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锂电回收范例有哪些？

常见的范例有三种，径直回收（direct recycling），湿法冶金（hydrometallurgy）以及火法冶金（pyrometallurgy）。

径直回收（direct recycling）

顾名念念义，径直轮回讹诈是在不结巴电板化学结构的情况下径直回收和再讹诈电板组件。它所需的加工更少，并能保合手电板正极的晶体纳米结构齐全无损。更少的加工意味着材料再讹诈的成本大大裁汰。问题是，很少有制造商在联想电板时接洽到回收讹诈。相背，他们强调的是恶果、耐用性和低坐褥成本。这种交易模式意味着许多锂电板都含有胶水和相等小的部件。此外，电板联想也莫得长入圭臬，因此建树一个通用的电板拆解经由具有挑战性。尽管如斯，工程师们仍在奋力。好意思国能源部阿贡国度实验室下属的ReCell 中心旨在矫正电动汽车电板的回收讹诈。该中心的所在之一是创建经济上可行的径直回收工艺。研究东说念主员也曾在实验室斥地并测试了一些时间，告捷地从锂电板中回收了材料。下一步将进行执行历练，以详情这些范例在更大范围内是否有用，以及是否经济实惠。

湿法冶金（hydrometallurgy）—“泡它”

这种电动汽车电板回收时间触及在处理过程中使用水溶液。冶金的一种形状--浸出--需要将锂离子电板浸泡在强酸中，使金属融解。这种范例有助于回收多数材料。不外，浸出法经常也条目回收时间东说念主员在处理电板之前先移除塑料外壳，并将电板的电解液排出，这使得处理过程既腾贵又耗时。湿法冶金的复杂性亦然开采新电板金属比回收电板更低廉的原因之一。据估量，东说念主们对锂离子电板的回收率不到5%，而对铅酸电板的回收率高达 99%。不外，一家使用湿法冶金的公司不错让废旧电动车电板的回收变得更容易。Li-Cycle公司据称是北好意思最大的锂离子电板回收商，它接纳浸出法提真金不怕火电板，可回收95%以上的原材料。源泉，Li-Cycle将电板放入大桶中，使其落空并放电。然后，电板进入化学槽，开释出掩蔽在其中的金属。塑料电板隔阂会观点成薄片。集流体变成了铜箔和铝箔，而负极的石墨变成了浓缩碳。这种范例还能从正极中单独回收锂、钴和镍。

火法冶金（pyrometallurgy）——“烧它”

火冶法是最常见的锂电板失活范例。这种时间是通过撤消电板来结巴其塑料外壳和其他不需要的材料，剩下的仅仅一小部分原始金属。经常情况下，惟有正极的镍或钴以及集电体的铜不错回收，而大部分的锂和铝都会丢失。诚然这一过程下里巴人，但却要付出千里重的环境代价。熔真金不怕火是一种常见的火法冶金时间，接纳化石燃料驱动的熔炉，在使用过程中会向大气排放更多废气。目下已有冶真金不怕火功课来处理开采的矿石，因此将其重新用于电动汽车电板回收再讹诈相等便捷。东说念主们回收的为数未几的锂离子电板经常都会被送进熔真金不怕火炉。目下，一家位于内华达州、名为Redwood Materials 的公司但愿改变锂电板回收的执行。该公司旨在通过回收、再加工和再讹诈废旧电板中的金属，打造一个闭环供应链。该组织将浸出法和高温冶金法相集合，可回收电板中高达98% 的镍、钴、铝、石墨和铜，并将其重新用于新的电板材料。它还能从电动汽车电板中回收 80% 以上的锂。时间东说念主员在离别金属的调养器中加热电板。红木讹诈残余能量（如电解液中的有机物），从电板自己而非化石燃料中为调养器提供能源。统统这个词过程收尾后，剩下的便是金属合金。然后，时间东说念主员讹诈湿法冶金时间对材料进行过滤，以索求其中的因素。Redwood的工艺能将电板齐全观点成基本部件，包括硫酸钴、硫酸镍和碳酸锂。这些材料可随时重新插足电板坐褥经由。电动汽车电板的需求正在激增，淌若其范例得到实施，Redwood将成为回收行业的强大参与者。事实解说，将水冶和火冶相集合相等有用，而况讹诈电板残余能量还能同期减少排放和裁汰成本。该公司在内华达州的工场也曾处理了约莫50 万磅材料。Redwood赢得了群众汽车的投资。

三种回收范例对比

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常用的电板材料以及他们的回收范例

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锂电回收过程

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(A) 湿法回收. (B) 火法回收. (C) 径直回收.

锂电回收的艰苦与挑战

时间挑战

目下，现存的锂离子电板回收时间都不睬想，因为仍有许多挑战和执法需要贬责。与此同期，商用锂离子电板的斥地也在不休发展。为了竣工更高的能量密度、更长的行驶里程和更高的安全性，多数责任都蚁集在发明新材料和矫正电板联想上，从而不休推动锂电板的快速发展。

电板联想挑战

锂电板经常有三种主要外壳类型：圆柱形电板、方形电板和软包电板。圆柱形电板有多种尺寸，最常见的两种尺寸是18650 和 2170。方形电板是硬质矩形，也有不同的尺寸。临了，软包电板的体式和尺寸愈加万般，在业内经常莫得圭臬尺寸。这三种不同类型的锂电板外壳还被用来构成不同的模块和组件，这给拆卸和预处理责任带来了特殊的挑战。此外，由于为了提高特定电动汽车联想的空间讹诈恶果，模块和电板组的布局和内容不错不同，因此制造商热衷于斥地和接纳新的电板结构。举例，特斯拉4680全极耳电板联想。比亚迪推出了刀片电板组，将电板组的空间讹诈率提高了50%以上，并使磷酸铁锂（LFP）正笨重回市集。CATL的新式电板到电板组 (CTP) 时间将体积讹诈率提高了20%，坐褥恶果提高了50%。诚然这些矫正的电板、模块和电板组联想有助于电动汽车的普及，但也给那些对废锂离子电板回收感深嗜深嗜的东说念主带来了挑战。径直回收工艺将靠近最大的艰苦，因为这些特殊且摇身一变的电板联想使得必要的组件拆卸和离别责任变得更具挑战性。另一方面，火法冶金工艺由于对预处理的条目较低，因此不错忽略不休变化的电板联想所带来的挑战。湿法冶金工艺提供了一种折中决策，它集合了火法冶金工艺和径直回收工艺的优点。不外，拆解和预处理时间还需要进一步斥地，以裁汰回成绩本。同期，将来的电板联想应试虑是否不错将后续的拆卸和离别算作促进回收的一种技能。

电板材料挑战

回收工艺必须接洽若何处理不同化学因素的搀和正极材料，并将这些材料转机为对面前电板有用的配方。石墨是目下锂离子电板的首选负极材料，但由于其附加值较低，经常不会被回收讹诈。但是，跟着多数锂电板需要回收，研究东说念主员应该启动接洽专门针对负极材料的回收时间。运道的是，石墨和硅基负极材料具有相对的惰性，这意味着它们在大多数回收工艺中都很容易被索求出来。但是，收复或再生原有结构和性能仍是一项挑战。硅负极在锂化/去锂化过程中会阅历严重的彭胀和收缩，导致保护壳翻脸，单个硅颗粒随之冲破。与目下的锂离子电板比较，全固态电板（ASSB）具有非常的热自若性和性能自若性，成本更低，能量密度更高，因此有望在将来得到接纳。事实上，丰田公司已于 2020 年 6 月启动对其全固态电板电动汽车原型进行路试。群众、福特和良马也在增多对全固态电板的投资。但是，全固态电板的回收真实不存在，不同类型的固态电解质(SSE) 化学因素和锂金属阳极将给回收过程带来更多挑战。咱们已在之前的责任中贵重权术了全固态电板的回收问题。主要挑战在于离别过程，其中必须包括将固态电解质与其他电板组件离别，以及将不同类型的固态电解质与可能的搀和原料离别。同期，诚然锂金属算作负极可提供高能量密度，但由于其响应活性高，会带来严重的安全隐患。因此，制造商在联想和选择全固态电板材料时需要接洽回收问题。

扩大范围挑战

扩大范围有两层含义。其一是从学术研究到初步工业应用和交易化的旅途。诚然学术研究东说念主员老是有更变的目的，但系统经常是台式的和简化的。比较之下，工业环境则范围弘大且复杂，在经济上难以保证弥散的婉曲量。因此，学术界和工业界之间的信息不匹配会执法回收时间的发展（其他范围亦然如斯）。扩大范围的另一个含义是指工业范围，是指产量最初中试范围的工场。举例，到2030年，全球废锂电板的年产量将达到约200万吨。任何权贵水平的锂离子电板回收讹诈都必须以远远超出历练工场的范围进行，并具备与废锂离子电板产量尽头的必要成本和经济可行性。形成回收率低的主要挑战是锂电板的万般性、复杂性、枯竭监管和非圭臬化，导致分拣、拆卸和预处理范例存在装璜，从而裁汰了回收工艺的利润，使其在经济上不可行。此外，还有一系列非时间性挑战，如大范围蚁集、运输和储存废锂电板的物流问题。

经济挑战

如今，交易回收工艺依赖于从锂电板中回收有价值的阴极材料所赢得的利润。但是，在新的阴极材料化学因素中，阴极中最有价值的元素—钴正在专门减少，因此，传统的锂离子电板回收在经济上更具挑战性。因此，优化或改变现存的回收时间以提高利润并保合手经济可行性是必要和要紧的，这为研究裁汰成本和丰巨贾业模式带来了多数研究契机，如更好的拆解时间、分类和离别范例、通用回收工艺、回收联想和电板圭臬化等。

电板材料条目/测试

劝服大型电板制造商在其坐褥线上使用回收材料亦然一项尽头大的挑战。源泉必须确保回收材料的性能不错与原生材料相失色，以至最初原生材料。大多数实验室范围的测试都是针对低电极负载（小于0.62mAh/cm2）和低活性材料因素（∼80wt%）的扣式电板或单层软包电板，这两面目的都远远过期于典型的工业条目（多层软包电板的电极负载∼3mAh/cm2，活性材料因素∼95wt%）。因此，典型的实验室测试远不可劝服工业制造商接纳回收材料。因此，需要对扣式电板和单层软包电板之外的电板形状进行可靠的测试。此外，有必要在行业水平的配方和外形尺寸上与起初进的原生材料进行比肩比较，以提供具有竞争力的基准，并松开对使用回收材料的担忧。因此，咱们饱读吹与工业界和解，匡助大学或实验室了解并餍足工业条目。锂电回收或是下一个风口，目下，许多大公司也曾布局锂电回收。临了，给公共共享一些锂电回收公司，如有遗漏，烦请热心。

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参考文件

1.https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/lithium-ion-battery-manufacturing-capacity-2022-2030

2.https://interactanalysis.com/insight/lithium-ion-battery-market-is-moving-into-surge-mode/

3.https://www.cell.com/chem/pdf/S2451-9294(21)00475-7.pdf

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4.https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/lithium-ion-battery-recycling-market-153488928.html

5.https://energycentral.com/c/ec/complete-guide-ev-battery-recycling-techniques

6.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c02602

7.https://www.nature.com/articles/s41586-019-1682-5

8.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/gch2.202200099#:~:text=However， some valuable elements such李春城 姐妹花，， and some greenhouse gasses).

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