原文標(biāo)題：《中南大學(xué)教授突破電池回收：1 公斤利潤 10 元，鐵和磷也能再利用》
受益的不只是白名單企業(yè)
被吐槽不賺錢的電池回收行業(yè)，要迎來一次突破了。
最近中南大學(xué)教授開發(fā)出一種高效且綠色的高溫處理方案，來回收廢舊磷酸鐵鋰電池（LFP），這種方式不僅可以提高鋰元素的回收，還能回收鐵和磷。
和傳統(tǒng)工藝相比，全新的回收方式可以實(shí)現(xiàn) 1 公斤廢舊 LFP 電池達(dá)到 1.44 美元（約人民幣 10 元）的利潤。
近兩年來，新能源車的爆發(fā)也催生出一個(gè)全新的藍(lán)海生意 —— 電池回收。根據(jù)規(guī)定，動(dòng)力電池容量衰減至額定容量的 80% 以下，就面臨退役，隨后強(qiáng)制回收。機(jī)構(gòu)保守預(yù)計(jì)，2030 年動(dòng)力電池回收市場有望超過 1000 億元的規(guī)模。
無論是寧德時(shí)代、比亞迪、格林美等巨頭，還是一些中小型的動(dòng)力電池回收企業(yè)，都開始下場布局，試圖提前鎖定這個(gè)潛在的市場。根據(jù)天眼查數(shù)據(jù)，國內(nèi)目前有超 3.5 萬余家“動(dòng)力電池回收”相關(guān)企業(yè)。
然而動(dòng)力電池回收仍處于市場初級(jí)階段，價(jià)格倒掛、技術(shù)不成熟等客觀因素仍有很多，動(dòng)力電池回收也被稱之為燙手的金礦。
隨著全新技術(shù)的誕生，這個(gè)巨大的金礦，開始完全暴露出來。
01 、改善火法回收
眾所周知，正極材料是電池組件中成本最高的，大約會(huì)占到電池總成本的 40%，所以回收正極材料就比回收其他材料更有必要性。
目前市場中，廢舊電池回收處理方法一般有兩種，分別為濕法回收和火法回收。
濕法回收通常會(huì)使用大量的酸性或者堿性溶液去溶解廢舊電池，然后通過長時(shí)間沉淀回收貴金屬元素。
但濕法回收有很多缺點(diǎn)，首先時(shí)間周期比較長，其次冶金完成后還要對廢水、廢氣實(shí)行再處理，大大增加運(yùn)營成本，甚至超過所得到的鋰化合物的價(jià)值。
而火法回收，顧名思義就是通過高溫煅燒的方式回收，盡管高溫熔煉工藝簡單、生產(chǎn)率高達(dá)優(yōu)點(diǎn)。但煅燒過程能耗大，對鋰的回收率也非常有限。
另外，在以火法冶金為主的過程中，也需要有濕法冶金過程。它在回收過程中的主要作用是將電池中的成分轉(zhuǎn)化為有利于后續(xù)濕法冶金分離或回收的產(chǎn)物。所以，僅靠火法冶煉還不能實(shí)現(xiàn)對廢舊鋰電池的完全回收。
就目前來看，這兩種方法都不適合電池的大規(guī)模回收。
中南大學(xué)研發(fā)的廢舊 LFP 電池回收方案，則是對原有的火法冶金方式作出了進(jìn)一步的改善。
值得一提的是，中南大學(xué)以張佳峰為首的這個(gè)課題組一直專注于動(dòng)力電池回收方面的研究。
張佳峰教授出生于 1984 年 12 月，浙江嵊州人，是化學(xué)工程與技術(shù)的博士后，中南大學(xué)冶金與環(huán)境學(xué)院教授，主要研究方向就是固體廢棄物的無害化處置與資源化、鋰電池材料及前驅(qū)體和冶金環(huán)境工程等。
他所帶領(lǐng)的課題組已經(jīng)在國內(nèi)外期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文 80 余篇，申請國家發(fā)明專利超 150 項(xiàng)，其中授權(quán)國家發(fā)明專利 50 余項(xiàng)。
早在幾個(gè)月前，他所帶領(lǐng)的課題組，就曾發(fā)布過對廢舊磷酸鐵鋰電池中的正極材料修復(fù)再利用方案的可行性。
他認(rèn)為通過添加適量的鋰源，以此進(jìn)行原位逆向補(bǔ)鋰，或許可以有效地修復(fù)再生廢棄 LFP 正極材料。
通過他們大量的實(shí)驗(yàn)分析，這個(gè)方法確實(shí)可以有效地再生 LFP 正極材料，并且還能表現(xiàn)出 500 次循環(huán)后容量保持高達(dá) 95.30% 的電化學(xué)性能。
02 、1 公斤利潤 10 元
和傳統(tǒng)電池回收過程相比，張佳峰團(tuán)隊(duì)所提出的廢棄 LFP 回收方案中，主要加入了固體硫酸鈉，它是一種無色透明的晶體，和鹽很相似，但不可食用，一般用作干燥劑。
具體過程是，在對廢舊磷酸鐵鋰電池進(jìn)行放電、拆卸和分離等預(yù)處理后，篩選出正極活性物質(zhì) LFP。LFP 與硫酸鈉混合后研磨均勻，然后在高溫條件下進(jìn)行空氣煅燒。
這個(gè)過程中，Li（鋰元素）會(huì)從 LFP 的橄欖石型結(jié)構(gòu)中被選擇性提取，形成可溶于水的 Na?SO?。Fe（鐵）和 P（硼）則被轉(zhuǎn)化為了附屬產(chǎn)物 Fe?P?O?和 Na?P?O?。
焙燒后的產(chǎn)物再通過水浸處理，根據(jù)各物質(zhì)在水中的溶解度不同，最終提取 Li 元素。
他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)過程中溫度達(dá)到 800℃時(shí)，充分燃燒 3 小時(shí)后就能獲得最大的 Li 提取率，達(dá)到了 99.22%，而 P 元素的提取率達(dá)到 0.11%，F(xiàn)e 的提取率達(dá)到 0.03%
和傳統(tǒng)技術(shù)相比，既能高效選擇性提取 Li 元素，也能將 Fe 和 P 二次回收利用。
它們對這項(xiàng)研究技術(shù)實(shí)的用性也進(jìn)行過分析，計(jì)算了 1.00kg 廢 LFP 電池下所產(chǎn)生的成本和收益。
按照他們的說法，和濕法冶金工藝相比，都是將鋰轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，原理相似，成本相近，分別是 2.59 美元和 2.63 美元。
值得注意的是，濕法冶金只有單一附屬產(chǎn)物在過程中被回收，而在這次的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中還會(huì)帶來多種高價(jià)值的附屬產(chǎn)物，帶來了 4.07 美元的增值，這比濕法冶金的價(jià)值高 40.3%。而且這個(gè)方法也簡化了濕法冶金后期復(fù)雜的酸浸過程，大大簡化了過程。
而這意味著，與傳統(tǒng)方法相比，這個(gè)回收方案可以實(shí)現(xiàn)從 1 公斤廢舊 LFP 電池中得到 1.44 美元的高收益。
03 、受益的不僅是白名單企業(yè)
當(dāng)新能源汽車作為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要抓手時(shí)，動(dòng)力電池回收體系將是新能源汽車可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)，不可避免會(huì)成為一個(gè)風(fēng)口。
自 2022 年開始，磷酸鐵鋰電池已經(jīng)成為了退役電池的主力，有數(shù)據(jù)顯示，2025 年進(jìn)國內(nèi)的退役動(dòng)力電池將達(dá)到 137.4GWh，而需要回收的廢舊電池將達(dá)到 96 萬噸。
而且據(jù)安信證券測算，在 2021 年全球鎳鈷鋰錳回收市場規(guī)模為 157.4 億元，預(yù)計(jì)到 2025 年市場規(guī)模能達(dá)到 777.1 億元，2021-2025 年均復(fù)合增速為 49.1%。
不久前，工信部發(fā)布了符合《新能源汽車廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》企業(yè)名單公開征求意見，本批次白名單企業(yè)共計(jì) 41 家，加上此前已發(fā)布的三批名單，國內(nèi)動(dòng)力電池回收白名單企業(yè)將要達(dá)到 88 家。
然而和這些企業(yè)相比，更多的還是沒有進(jìn)白名單的小作坊。
對于用戶來說，一臺(tái)入手價(jià)格 15 萬元左右的緊湊級(jí)新能源汽車，在開了幾年之后，報(bào)廢回收價(jià)格只有 3000~4000 元，這也給了廢舊電池商進(jìn)入市場的機(jī)會(huì)。
這些小作坊，通過低成本、高價(jià)回收搶占回收市場。據(jù)測算，退役動(dòng)力電池流入白名單企業(yè)的比例不到 25％。
而這些小作坊的回收方式也是簡單粗暴，他們?yōu)榱斯?jié)約成本，直接戴著絕緣手套就開始暴力拆卸。這個(gè)過程中也會(huì)產(chǎn)生巨大的粉塵、電解液污染。此外，他們按照品質(zhì)的不同，還會(huì)進(jìn)行二次利用，不少電動(dòng)玩具中的電池，就是來自新能源汽車。
這意味著，動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)鏈仍然不成熟。有業(yè)內(nèi)人士稱，現(xiàn)在動(dòng)力電池回收行業(yè)里，廢舊動(dòng)力電池里鋰資源回收率基本徘徊在 1% 到 2% 之間，能完全利用的非常少。
寧德時(shí)代董事長曾毓群曾夸下海口，電池里面絕大部分材料都是可以重復(fù)進(jìn)行利用的，“目前我們鎳鈷錳的回收率已經(jīng)達(dá)到了 99.3%，鋰達(dá)到了 90% 以上。”
不過這個(gè)說法很快就被質(zhì)疑，天齊鋰業(yè)回復(fù)稱，“這個(gè)回收率實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該能做到，但是商業(yè)上還沒見過。”
理論上，鋰的回收率的確可以達(dá)到 90% 以上，但動(dòng)力電池回收的最大挑戰(zhàn)還在于，回收難、回收成本高、以及不健全的市場機(jī)制。
而中南大學(xué)的這項(xiàng)技術(shù)突破，和以往的技術(shù)方案相比，并不需要多么復(fù)雜的反應(yīng)環(huán)境，還大大簡化了流程，還有在反應(yīng)過程中的催化試劑也比較常見，這意味著實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地就會(huì)簡單的多。
而且這套方案一旦落地商用，受益的也不僅僅是那些白名單企業(yè)。
本文來自微信公眾號(hào)：超電實(shí)驗(yàn)室 （ID：SuperEV-Lab），作者：王磊，編輯：在洲
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