废旧锂离子动力电池无害化回收利用技术-赛德美李荐-20160329

1、锂离子动力电池无害化回收利用技术锂离子动力电池无害化回收利用技术李荐李荐北京赛德美资源再利用研究院有限公司北京赛德美资源再利用研究院有限公司邮箱：邮箱：2016年年3月月目录目录梯级利用梯级利用二北京赛德美资源再利用研究院有限公司单位简介单位简介一材料修复材料修复三 一、单位简介一、单位简介北京赛德美资源再利用研究院有限公司一、单位简介一、单位简介中南大学中南大学湖南省正源储能材湖南省正源储能材料与器件研究所料与器件研究所北京赛德美资源再利用北京赛德美资源再利用研究院有限公司研究院有限公司北京赛德美资源再利用研究院有限公司一、单位简介一、单位简介我我们们的的技技术术团团队队主要研究方向主要研究

2、方向1、能源材料与器件：能源材料与器件：超级电容器、锂离子电池、电容电池等储能器超级电容器、锂离子电池、电容电池等储能器件及其关键材料的研发、产业化及应用技术研发。件及其关键材料的研发、产业化及应用技术研发。2、高性能材料：高性能材料：超细纳米粉体材料、陶瓷材料、硬质合金等。超细纳米粉体材料、陶瓷材料、硬质合金等。3、冶金、化工：冶金、化工：回收利用及再资源化、化工新产品的开发等。回收利用及再资源化、化工新产品的开发等。人员：人员：高级职称（教授及副教授）：高级职称（教授及副教授）：5人人博士、博士后：博士、博士后：7人人研究生及全职人员：研究生及全职人员：26人人特色特色1、侧重、侧重产业化

3、研究产业化研究2、突出应用研究、突出应用研究3、具有很强的、具有很强的产业化实施能力产业化实施能力北京赛德美资源再利用研究院有限公司一、单位简介一、单位简介长沙巨力电子科技股份有限公司长沙巨力电子科技股份有限公司朝阳立塬新能源有限公司朝阳立塬新能源有限公司北京赛德美资源再利用研究院有限公司北京赛德美资源再利用研究院有限公司湖南省正源储能材料与器件研究所湖南省正源储能材料与器件研究所张家港能瓷材料科技有限公司张家港能瓷材料科技有限公司我我们们的的技技术术团团队队300多篇论文，多篇论文，120多项专利多项专利北京赛德美资源再利用研究院有限公司 二、梯度利用二、梯度利用北京赛德美资源再利用研究院有

4、限公司梯度利用产品规划梯度利用产品规划2工艺流程工艺流程3 效益估算效益估算5梯级利用效果梯级利用效果4二、梯级利用二、梯级利用项目背景项目背景1北京赛德美资源再利用研究院有限公司湖南省正源储能材料与器件研究所2.1 背景废旧动力电池梯度利用的必要性废旧动力电池梯度利用的必要性 通常废旧动力电池包中多数电池并未真正损坏，通常废旧动力电池包中多数电池并未真正损坏，具有利用价值具有利用价值； 梯度利用是目前废旧动力电池回收能够做到梯度利用是目前废旧动力电池回收能够做到盈亏平衡盈亏平衡的重要措施；的重要措施； 梯度利用是梯度利用是物尽其用、物尽其用、节约资源节约资源的必然要求。的必然要求。北京赛德美

5、资源再利用研究院有限公司湖南省正源储能材料与器件研究所2.2 梯度利用产品规划及商业模式 低速电动车、老年代步车；低速电动车、老年代步车； 电动观光车；电动观光车； 电动自行车；电动自行车； 储能储能产品规划产品规划 销售销售 租用租用商业模式商业模式北京赛德美资源再利用研究院有限公司 2.3 工艺流程（工艺流程（1） 尺寸、重量问题尺寸、重量问题 重量问题重量问题 电性能问题：容量、内阻电性能问题：容量、内阻 寿命问题寿命问题 安全问题安全问题 思考因素思考因素北京赛德美资源再利用研究院有限公司 2.3 工艺流程（工艺流程（2）废旧动力电池包废旧动力电池包大电池包拆解成小包大电池包拆解成小包

6、小电池包故障小电池包故障小电池包完好小电池包完好小电池包拆解小电池包拆解再次用废再次用废降级使用（低速电动车、储能等）降级使用（低速电动车、储能等）单体完好单体完好单体损坏单体损坏拆解冶金回收拆解冶金回收重新配组重新配组北京赛德美资源再利用研究院有限公司 2.4 梯级利用效果梯级利用效果低速电动车使用效果低速电动车使用效果对比项目对比项目测试数据测试数据测试方法测试方法原铅酸电池原铅酸电池梯级锂离子电池梯级锂离子电池安装方式安装方式需要串联需要串联直接安装直接安装电池标称电池标称60V120Ah60V100Ah总重量总重量180KG180KG85kg85kg过称过称续航里程续航里程8484公里

7、公里9696公里公里路试路试充电速度充电速度9 9小时小时3 3小时小时使用寿命使用寿命1212个月个月3636个月个月已已22个月预估个月预估起步速度起步速度一般一般好好路试客户评价路试客户评价爬坡能力爬坡能力一般一般好好路试客户评价路试客户评价北京赛德美资源再利用研究院有限公司 2.5 梯级利用效益估算梯级利用效益估算 所用的废旧动力电池包规格为所用的废旧动力电池包规格为300V60Ah，目前常见的，目前常见的低速电动车（观光车）的配电为低速电动车（观光车）的配电为60V120Ah。考虑废旧电池。考虑废旧电池包一定的损坏率以及配组率（实测在包一定的损坏率以及配组率（实测在2030），按），

8、按80%利用率估算；所以利用率估算；所以1.25个废旧动力电池包可以组合个废旧动力电池包可以组合1个电动个电动观光车的电池包；产品售价以铅酸电池价格（观光车的电池包；产品售价以铅酸电池价格（1万元）为万元）为计算依据。计算依据。 结论：一个电池包梯级利用可赢利结论：一个电池包梯级利用可赢利1100元。元。北京赛德美资源再利用研究院有限公司 三、拆解及材料修复三、拆解及材料修复北京赛德美资源再利用研究院有限公司电池结构及组成电池结构及组成2拆解及材料修复流程拆解及材料修复流程3 效益估算效益估算5材料修复样品材料修复样品4三、拆解及材料修复三、拆解及材料修复磷酸铁锂电池失效机理磷酸铁锂电池失效机

9、理1北京赛德美资源再利用研究院有限公司 3.1 磷酸铁锂电池衰减机理磷酸铁锂电池衰减机理北京赛德美资源再利用研究院有限公司 3.1 磷酸铁锂电池衰减机理磷酸铁锂电池衰减机理北京赛德美资源再利用研究院有限公司 3.1 磷酸铁锂电池失效机理磷酸铁锂电池失效机理LFP电池失效机制：电池失效机制：1、LFP中锂或铁的损失中锂或铁的损失2、铁价态转变时（过充）引发相变，层状结构出现混乱、铁价态转变时（过充）引发相变，层状结构出现混乱和缺陷和缺陷3、粘接剂失效，导致材料松散、内阻显著增加、电池功、粘接剂失效，导致材料松散、内阻显著增加、电池功率性能下降率性能下降4、密封结构失效导致电解液失效、密封结构失效

10、导致电解液失效5、负极失效、负极失效北京赛德美资源再利用研究院有限公司 3.2 动力电池结构及组成动力电池结构及组成北京赛德美资源再利用研究院有限公司3.3 动力电池结构和组成动力电池结构和组成（40AhLFP为例）为例）名称名称成分成分数量数量重量重量(g)处理方式处理方式铝合金外壳铝合金外壳铝合金铝合金1145.0直接销售直接销售负极导电柱负极导电柱铜铜145.0直接销售直接销售正极导电柱正极导电柱纯铝纯铝116.0直接销售直接销售螺母、垫片螺母、垫片316不锈钢不锈钢25.8直接销售直接销售绝缘橡胶套绝缘橡胶套橡胶橡胶24.5选择返回选择返回塑料塑料(包括隔膜包括隔膜)PE、PP1144

11、.1回收销售回收销售负极铜箔负极铜箔铜铜90分离销售分离销售负极材料负极材料以石墨为主以石墨为主135处理后返回电池行业处理后返回电池行业正极铝箔正极铝箔铝铝54回收销售回收销售正极材料正极材料以以LFP为主为主334处理回收处理回收电解质电解质锂盐锂盐38处理回收处理回收电解液电解液有机溶剂有机溶剂240处理回收处理回收北京赛德美资源再利用研究院有限公司 3.4 LFP动力电池回收总体思路动力电池回收总体思路废旧动力电池包废旧动力电池包电池包拆解、单体检测电池包拆解、单体检测无利用价值无利用价值有利用价值电池有利用价值电池放电放电、拆解、拆解再次用废再次用废降级使用（电动自行车、储能等）降级

12、使用（电动自行车、储能等）负极回收负极回收正极回收正极回收电解液回收电解液回收五金件回收五金件回收北京赛德美资源再利用研究院有限公司 3.4 材料修复流程材料修复流程正极片正极片废电池芯包废电池芯包回收隔膜塑料回收隔膜塑料负极片负极片废旧废旧LiFePO4修复石墨修复石墨回收铝粉回收铝粉回收铜粉回收铜粉粉碎分选粉碎分选修复磷酸铁锂修复磷酸铁锂锂离子电池用石墨锂离子电池用石墨锂离子电池用磷酸铁锂锂离子电池用磷酸铁锂粉碎分选粉碎分选废旧石墨废旧石墨废旧磷酸铁锂电池回收工艺流程图废旧磷酸铁锂电池回收工艺流程图 3.5 材料修复样品材料修复样品 3.6 材料修复工艺效益估算（材料修复工艺效益估算（1000吨）吨）名称名称数量数量单价（万元单价（万元/吨）吨）价格（万元）价格（万元）铝合金外壳铝合金外壳109吨（按吨（按98的收率）的收率）0.887.4铜粉铜粉97吨（按吨（按95的收率）的收率）4387铝粉铝粉47吨（按吨（按90的收率）的收率）0.628磷酸亚铁锂磷酸亚铁锂239吨（按吨（按93%的收率）的收率）2478石墨石墨93.5吨（按吨（按93的收率）的收率）193.5橡胶橡胶103公斤（按公斤（按95的收率）的收率）0.20.02废塑料废塑