废旧锂离子动力电池无害化回收利用技术-赛德美李荐-20160329

锂离子动力电池无害化回收利用技术李荐北京赛德美资源再利用研究院有限公司邮箱：[e-mail]2016年3月目录梯级利用二北京赛德美资源再利用研究院有限公司单位简介一材料修复三一、单位简介北京赛德美资源再利用研究院有限公司一、单位简介中南大学湖南省正源储能材料与器件研究所北京赛德美资源再利用研究院有限公司北京赛德美资源再利用研究院有限公司一、单位简介我们的技术团队主要研究方向1、能源材料与器件：超级电容器、锂离子电池、电容电池等储能器件及其关键材料的研发、产业化及应用技术研发。2、高性能材料：超细纳米粉体材料、陶瓷材料、硬质合金等。3、冶金、化工：回收利用及再资源化、化工新产品的开发等。人员：•高级职称（教授及副教授）：5人•博士、博士后：7人•研究生及全职人员：26人特色1、侧重产业化研究2、突出应用研究3、具有很强的产业化实施能力北京赛德美资源再利用研究院有限公司一、单位简介长沙巨力电子科技股份有限公司朝阳立塬新能源有限公司北京赛德美资源再利用研究院有限公司湖南省正源储能材料与器件研究所张家港能瓷材料科技有限公司我们的技术团队300多篇论文，120多项专利北京赛德美资源再利用研究院有限公司二、梯度利用北京赛德美资源再利用研究院有限公司梯度利用产品规划2工艺流程3效益估算5梯级利用效果4二、梯级利用项目背景1北京赛德美资源再利用研究院有限公司湖南省正源储能材料与器件研究所2.1背景废旧动力电池梯度利用的必要性1.通常废旧动力电池包中多数电池并未真正损坏，具有利用价值；2.梯度利用是目前废旧动力电池回收能够做到盈亏平衡的重要措施；3.梯度利用是物尽其用、节约资源的必然要求。北京赛德美资源再利用研究院有限公司湖南省正源储能材料与器件研究所2.2梯度利用产品规划及商业模式1.低速电动车、老年代步车；2.电动观光车；3.电动自行车；4.储能产品规划1.销售2.租用商业模式北京赛德美资源再利用研究院有限公司2.3工艺流程（1）1.尺寸、重量问题2.重量问题3.电性能问题：容量、内阻4.寿命问题5.安全问题思考因素北京赛德美资源再利用研究院有限公司2.3工艺流程（2）废旧动力电池包大电池包拆解成小包小电池包故障小电池包完好小电池包拆解再次用废降级使用（低速电动车、储能等）单体完好单体损坏拆解冶金回收重新配组北京赛德美资源再利用研究院有限公司2.4梯级利用效果低速电动车使用效果对比项目测试数据测试方法原铅酸电池梯级锂离子电池安装方式需要串联直接安装电池标称60V120Ah60V100Ah总重量180KG85kg过称续航里程84公里96公里路试充电速度9小时3小时使用寿命12个月36个月已22个月预估起步速度一般好路试客户评价爬坡能力一般好路试客户评价北京赛德美资源再利用研究院有限公司2.5梯级利用效益估算所用的废旧动力电池包规格为300V60Ah，目前常见的低速电动车（观光车）的配电为60V120Ah。考虑废旧电池包一定的损坏率以及配组率（实测在20～30％），按80%利用率估算；所以1.25个废旧动力电池包可以组合1个电动观光车的电池包；产品售价以铅酸电池价格（1万元）为计算依据。结论：一个电池包梯级利用可赢利1100元。北京赛德美资源再利用研究院有限公司三、拆解及材料修复北京赛德美资源再利用研究院有限公司电池结构及组成2拆解及材料修复流程3效益估算5材料修复样品4三、拆解及材料修复磷酸铁锂电池失效机理1北京赛德美资源再利用研究院有限公司3.1磷酸铁锂电池衰减机理北京赛德美资源再利用研究院有限公司3.1磷酸铁锂电池衰减机理北京赛德美资源再利用研究院有限公司3.1磷酸铁锂电池失效机理LFP电池失效机制：1、LFP中锂或铁的损失2、铁价态转变时（过充）引发相变，层状结构出现混乱和缺陷3、粘接剂失效，导致材料松散、内阻显著增加、电池功率性能下降4、密封结构失效导致电解液失效5、负极失效北京赛德美资源再利用研究院有限公司3.2动力电池结构及组成铝合金外壳12%负极导电柱4%正极导电柱1%螺母、垫片0%绝缘橡胶套0%塑料(包括隔膜)12%负极铜箔7%负极材料11%正极铝箔4%正极材料27%电解质3%电解液19%北京赛德美资源再利用研究院有限公司3.3动力电池结构和组成（40AhLFP为例）名称成分数量重量(g)处理方式铝合金外壳铝合金1145.0直接销售负极导电柱铜145.0直接销售正极导电柱纯铝116.0直接销售螺母、垫片316不锈钢25.8直接销售绝缘橡胶套橡胶24.5选择返回塑料(包括隔膜)PE、PP1144.1回收销售负极铜箔铜—90分离销售负极材料以石墨为主—135处理后返回电池行业正极铝箔铝—54回收销售正极材料以LFP为主—334处理回收电解质锂盐—38处理回收电解液有机溶剂—240处理回收北京赛德美资源再利用研究院有限公司3.4LFP动力电池回收总体思路废旧动力电池包电池包拆解、单体检测无利用价值有利用价值电池放电、拆解再次用废降级使用（电动自行车、储能等）负极回收正极回收电解液回收五金件回收北京赛德美资源再利用研究院有限公司3.4材料修复流程正极片废电池芯包回收隔膜塑料负极片废旧LiFePO4修复石墨回收铝粉回收铜粉粉碎分选修复磷酸铁锂锂离子电池用石墨锂离子电池用磷酸铁锂粉碎分选废旧石墨废旧磷酸铁锂电池回收工艺流程图3.5材料修复样品3.6材料修复工艺效益估算（1000吨）名称数量单价（万元/吨）价格（万元）铝合金外壳109吨（按98％的收率）0.887.4铜粉97吨（按95％的收率）4387铝粉47吨（按90％的收率）0.628磷酸亚铁锂239吨（按93%的收率）2478石墨93.5吨（按93％的收率）193.5橡胶103公斤（按95％的收率）0.20.02废塑料110吨（按95％的收率）0.22.2不锈钢133公斤（按98％的收率）20.27合计售价1076.39万元成本约750万元注：从保守角度出发，未计梯度利用电池效益。北京赛德美资源再利用研究院有限公司欢迎各界朋友来我单位参观指导谢谢！北京赛德美资源再利用研究院有限公司