磷酸铁锂化学式为LiFePO4(简称LFP)电池在锂电池产业中占据较大的市场份额,平均服役年限为4年,现在,已经大量的磷酸铁锂已进入退役状态,所含有塑料、有毒电解质和有机化学品会对环境及生命造成威胁;另一方面,废旧LiFePO4正极片中含有丰富的有价金属资源(Li Gu Al Fe),对其进行回收不仅可以减少污染物,还可以补充金属来源,减少资源压力,从而促进我国锂电池产业的良性发展。
退役锂电池规模量
磷酸铁锂再生利用的收益显现,为规模化应用铺平道路。国内再生利用锂电池技术和应用项目主要针对三元电池,涉及磷酸铁锂电池再生利用的相对较少,主要原因是磷酸铁锂电池正极材料主要成分为价值不高的铁、磷等,而不含回收价值较高的贵金属钴和镍。2018 年,磷酸铁锂湿法回收为亏损状态,回收收入为 8220 元/吨,利润为-1695 元/吨。2022年,随着金属锂价格突破300万元/吨,磷酸铁锂再生利用的收益凸显。以赣锋循环20000t/a磷酸铁锂电池综合回收项目为例,锂价55万元/吨时大致为项目收支平衡点;锂价突破300万元/吨,项目单吨利润测算达2.78万元,回收毛利率达 54%。以中力新能源(光华科技全资子公司)拟建的6万吨/年磷酸铁锂再生利用项目为例,理论测算单吨净利润达3.40万元,回收毛利率达30%。相比2018年,磷酸铁锂再生利用的理论收益已经大大提高,所企业来说确实有一定的盈利前景。天奇股份表示,目前测算的磷酸铁锂电池回收项目盈利情况,磷酸铁锂回收的实际收益至少可以与三元电池回收处理的收益水平相当。2021年,天奇股份三元电池循环业务实现营业收入98,847.81万元,归母净利润22,389.10万元,归母净利率超20%。
国内一些现有/规划磷酸铁锂再生利用项目
以光华科技为例,其“磷酸铁锂正极废料回收制备电池级碳酸锂和磷酸铁的方法”能够回收生产电池级碳酸锂和电池级磷酸铁,其中锂回收率达95%以上,可进一步制备99%电池级碳酸锂;磷、铁侵出率平均回收率可达 95%,可制备电池级磷酸铁。此外,该技术利用低酸浸出提锂除杂,避免低锂高盐溶液的产生从而确保锂的高回收率,大部分母液如饱和碳酸钠溶液等可返回工艺系统使用,可大幅降低废液处理量和处理成本。
废旧磷酸铁锂电池处理设备
废旧磷酸铁锂电池回收技术进展,一套废旧磷酸铁锂电池回收处理生产线的工作流程是这样的:废旧锂电池经过放电后,通过输送带进入撕碎机中,先撕碎成小块状,为后面的工序进行预处理,经烘干设备将废旧锂电池中的水分、电解液、凝胶等进行干燥处理,使其水分达到一定标准,为后期筛分处理提供保障;经过烘干后的原料进入多刀粉碎机,粉碎机的任务是把块状材料进行粉碎,使其原材料的粒度缩成不大于1毫米的混合料。再把经过破碎后的原材料进行筛分处理,把原料中的铜、铝、塑料、隔膜粉等进行筛分处理。接下来在进行二次粉碎和二次筛分后进入研磨机,通过研磨后使物料达到单晶解体,形成颗粒和粉料的各自形体。终端通过比重分选机,将物料中的铜、铝、塑料等进行分选分离。
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