成果简介：我国的动力电池即将进入大规模的报废期，失效锂离子电池安全处置与循环利用对于解决资源短缺以及保护环境均至关重要。本团队针对当前失效锂电池再利用过程中亟待解决的关键问题展开研究，开发了具有自主知识产权的无需物理分选绿色回收失效锂电池全组份的集成技术。集成技术包括失效动力电池中电解液及有机组份高效脱除与产品化利用技术、有价组元的高效回收与高值化再利用技术、石墨负极废料深度净化与性能修复技术、失效磷酸铁锂电池经济制备磷酸铁锂正极材料技术。通过该技术，失效锂电池中有机组份脱除率大于 95%，其中氟以化学品形式回收，综合回收率大于 90%，有机组份无害化处置率 100%；以全电池计，对于钴酸锂或三元电池，有价金属镍、钴、锰、铜的综合回收率大于 98%，锂的综合回收率大于 95%，对于磷酸铁锂电池，再生磷酸铁锂材料 1C 放电比容量大于140 mAh/g，生产成本低于国内磷酸铁锂主流工艺的生产成本；再生石墨纯度大于99.5%，性能满足电池级石墨要求。 成熟程度及推广应用情况:该技术已完成实验室的小试研究工作，目前正在国内某电池回收企业进行中试研究。 市场分析:2018 年我国新能源汽车产量达到 127 万辆，较上年同期增长 59.9%。同时，当前我国的新能源动力电池也已进入规模化退役阶段，到 2022 年我国动力电池累积报废量将达到 40 万吨的规模，另外由于动力汽车在全国范围内的普及，本技术应用的市场和地理区域均十分广阔。可进行技术转移的公司包括动力汽车生产企业、动力电池生产企业及电池回收企业等。 投资估算和经济效益分析：本技术无需引入维护费用高的物理分选设备与复杂的电解液、隔膜等有机物质的无害化处理流程，因此基础设施投资低，同时有机组份中的氟、磷可以化学品形式回收实现增值。从整体的回收效果和产品方案来说，以全电池计，有价金属镍、钴、锰、铜的综合回收率可达到 98%以上，锂的综合回收率大于 95%，制备的产品均为销售渠道广泛且附加值较高的化学品。对于失效磷酸铁锂电池，再生的磷酸铁锂正极材料电化学性能优良，实现了产品最大化的增值利用。石墨负极废料的经济再生则使本技术的经济效益更为显著。总体而言，本技术经济性强、环境友好，可创造巨大的经济、环境效益。 成果亮点：1、具有自主知识产权，研究成果已授权发明专利 2 项，申请发明专利10余项；2、技术先进性:本技术针对当前失效锂离子电池回收的核心关键问题，创新性、实用性强。无需引入维护费用高的物理分选设备与复杂的电解液、隔膜等有机物质的无害化处理流程，对处理全电池原料的形状、规格无特殊要求，有机组份中的氟、磷可以化学品形式回收实现增值。有价金属回收率高，失效磷酸铁锂电池及石墨负极废料可实现经济再生。过程产出的废气经处理后可达标排放，浸出剂可回用，废水的排放量和处理成本低，且可实现固态渣的近零排放。