动力电池回收再利用驱动下的经济效益

在国家产业政策和市场需求的双重刺激下，三元材料的产量持续上升，随着我国新能源汽车产业的发展和行业对电动汽车系列的要求，高能量密度的三元材料得到了广泛的应用，未来三元锂离子电池的市场份额将进一步提高

三元锂离子电池市场份额的快速上升导致了退役三元锂离子电池的崛起。因此，回收利用三元锂离子电池电极材料已成为电池行业的一个新热点

锂离子电池，特别是新能源汽车动力锂离子电池，通常使用寿命为3-5年，三元锂离子电池中的锂和镍是高价值金属，具有良好的循环经济性，因此，废旧动力锂离子电池的回收和再利用将产生可观的经济效益和社会效益，每种方法都有其优缺点。然而，目前回收有价金属的回收技术具有较高的回收率和纯度，三元材料中有价金属浸出的重要方法是酸浸和生物浸出。浸出率直接关系到设备的利用率和回收成本。浸出动力学也是湿法回收的一个重要研究方向

从电极活性材料中浸出有价金属是发生在相界面的液固非均相反应。反应速率由液界膜扩散、灰层扩散、产物表面层扩散或表面化学反应中的一个步骤控制

浸出过程符合受化学反应控制的核还原模型，但SCM模型假定浸出颗粒致密无孔，反应后不留灰层或惰性物质，因此反应总是在颗粒表面进行

浸出金属的物质成分复杂，包括粘结剂、导电炭等杂质，不溶于酸，因此在浸出反应中形成疏松多孔的灰层。在这种情况下，SCM模型显然不适用，以灰层扩散作为反应速率限制步骤的USCM模型应更符合浸出过程。

在灰层扩散控制模型USCM中，假设粒度随浸出反应而变化，而在实际的浸出过程中，粒度相对固定，因此USCM模型不能合理地描述浸出过程

从经济角度来看，拆除报废的三元电池后回收锂、镍、钴、锰等金属的价值大于回收和处置成本，因此具有很好的回收价值

以lini13co13mn13O2三元废电池的回收和溶解为例，参照工业湿法回收有价金属的回收工艺：将废电池拆开，采用碱溶性酸浸共沉淀法制备前驱体，合成三元电池材料，最后将三元材料作为回收产品使用目前，回收废旧三元电池的利润仍然可观，三元材料体系的发展趋势是良好的。随着三元材料比重的逐步扩大，有价金属原料的兴起，回收技术的成熟，三元材料回收将具有更好的经济价值

而在湿法回收的预处理阶段，碱溶液法更容易收集到大规模的阴极活性物质；在浸出有价金属的阶段，硫酸浸出法具有操作简单、浸出时间短、成本低等优点。适用于工业加工

此外，在有价金属的分离、萃取和再合成阶段，采用成熟的沉淀法获得三元前体，并采用固相法进一步合成三元材料，从而减少各种元素的萃取分离步骤，实现有价金属的高效回收

整个湿法回收过程的核心是有价金属的浸出和化学净化。如何将固体形式的有价金属转移到溶液中，以获得较高的浸出效率，从而保持后续有价金属的高回收率，减少其他杂质的引入，获得高纯度的产品随着锂离子电池技术的快速发展和三元系电池报废量的增加，为了获得更优质的回收产品，形成成熟的回收体系，未来废旧三元电池材料中有价金属的回收利用还有很多方面需要改进，如化学净化、自动拆卸、完善的分类回收技术等。

作为一种电池材料，它对材料的纯度有很高的要求，由于退役电池材料和回收过程复杂，不可避免地会引入一些其他杂质。如何通过简单的方法去除杂质或阻止杂质的引入，以提高回收产品的纯度，不仅是回收过程的关键技术，也是回收产品在预溶阶段的关键观点，由于废旧电池报废时电池尺寸不同，内部化学形态复杂，给拆卸工作带来了很大的困难

目前，电池组外壳和单体电池外包装的手动拆卸仍有很多。但是，当拆卸大量电池时，在拆卸过程中应考虑短路、火灾、爆炸等安全问题，此外，还应注意提高拆卸效率和降低人工成本。因此，电池自动拆卸技术的研究是今后从废旧电池材料中回收有价金属的关键