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欧盟新电池法规落地,国内布局锂电回收的企业需要关注什么?

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欧盟新电池法规(EU)2023/1524完成公示正式生效且将于2024年2月18日强制执行。新电池法是首个以法规形式针对电池全生命周期进行规范的法律文件,覆盖电池生产、使用、再利用和回收各阶段, 旨在促进电池全生命周期的资源利用最大化、碳足迹、碳中和管理。随着中国企业在全球锂电市场份额的逐步提升,质量和成本驱动企业一体化整合,布局锂电回收/再生业务。那么,国内的锂电回收/再生企业需要关注什么呢?

· 关注点 1

新的电池法规强调以下三点:

1)提供电池碳足迹声明和标签  2)设定最低回收率及材料回收目标 ,其中,对电池材料回收效率的目标设定:2027-2031锂材料的回收率从50%提升至80%。3)需要提供电池的电子护照。

 

 

据预测锂电池全球市场有望从2020年的259 GWh上升至2500 GWh,复合增长率25.4%。到2030年,全球废弃锂离子电池将达到200万吨/年,若回收、循环利用不当,不仅是对资源的极大浪费, 更是对环境和公众健康极大的威胁。

 

中国锂电池回收市场分析(2018年-2023年)

· 关注点 2

目前,主要回收方法主要有干法回收(Pyrometallurgical method)、湿法回收(Hydrometallurgical method)和直接回收法。干法和湿法回收已被商业化应用,均有各自的优劣势。直接回收大部分处在技术开发阶段。

1)干法回收主要采用高温热分解法,去除粘结剂,使材料实现分离,高温焚烧使金属(如:Co,Ni,Fe,Cu)被还原并形成合金,后续被分离。干法的优势是整个电池或模组可以直接处理,但Al、 Li、Mn等金属仍存留在废渣中,阴极和其他有机材料也被一并燃烧掉,导致资源浪费和环境危害,且整个过程中温度可高达1000℃,能耗高;

2)湿法回收主要包括浸出和分离 。浸出通常使用酸碱或一些含锂低共熔溶剂(DESs)等在适当的pH调控下使金属溶解。分离过程主要是去除杂质,包括溶剂萃取和化学沉淀。通过调节pH值,分离出Al,Cu,Fe等金属,对于镍钴锰等性质相似的金属,很难有效分离时,则采用共沉淀、Sol-gel等方法处理。

相比干法回收,湿法过程的显著优势是:能耗低、回收率高、纯度高、CO2排放低。当然,湿法也存在挑战,如:需要拆解分选、相似性质的金属离子在溶液中难以分离(如:Co, Ni, Mn, Cu 和Al),废水处理的挑战。

3)创新性的回收方法有:直接再生/直接修复技术,确保原始的晶体结构不被破坏。通常添加碳酸锂在650℃下固态煅烧再生;或添加含锂溶液后低温热液复溶再生。

 

– 不同锂电池回收技术对比 –

除了回收锂电池正极材料,随着欧盟电池法规对电池生产中碳足迹声明的重视,高价碳酸锂造成的成本投入等因素,国内锂电回收企业也越来越关注电池级碳酸锂回收和再生。

 

– 电池级碳酸锂碳化分解工艺 –

· 关注点 3

梅特勒托利多为锂电回收/资源再生提供的解决方案:

Part 1: 三元正极材料湿法浸出,化学沉淀工艺及前驱体再生

 

正极材料回收/前驱体再生工艺中

– 梅特勒托利多过程分析在线测量方案 –

1、 pH传感器测量浸出和沉淀工艺中pH值,保障酸浸时的金属的溶解度,沉淀时反应效率和不同金属的先后沉淀效率;

 

pH 传感器

2、前驱体再生反应中:

a) pH 反应浆料的pH值,保障前驱体的振实密度、形貌、粒径分布;

b) O2/气相氧分析仪测量反应釜中氧气含量,保障惰性气体氛围,防止前驱体发生氧化;

c) COND电导率监测前驱体分离时清洗的情况,确保分离完全,实现资源最大化回收;

Part 2:电池级碳酸锂再生/精制工艺:

 

电池级碳酸锂再生/精制工艺中

– 梅特勒托利多过程分析在线测量方案 –

1、电导率传感器监测纯水电导率,确保电池级碳酸锂生产用水水质

2、TDL激光气体分析仪测量碳化过程中CO2气体含量,确保碳化效率和目标产物纯度,保障后续工艺进展;

a)原位安装无需复杂的预处理,

b)2秒内得出测量值响应迅速;

c)无需对光,无易损易耗件,低维护,低总拥有成本

 

TDL激光气体分析仪

      3、浊度传感器监测微滤效率,保护价格昂贵的滤网

4、电导率应用于离子交换等精纯环节,确保回收和纯化效率,同时保障树脂再生效率

 

以上解决方案的发掘、广泛应用得益于锂电回收相关企业对梅特勒托利多在过程分析领域积累的经验、知识、专业化产品及服务解决方案的信赖。未来,随着锂电回收产业技术不断更新升级,自动化和智能化水平不断提升,我们将继续以客户的关注为首要关注,为锂电企业降本增效,提升全球市场竞争力不断发掘更多的应用和解决方案。

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