一、简介
新能源汽车发展势头强劲。无论“十二五”还是“十三五”，新能源汽车都是我国从汽车大国向汽车强国转型的关键时期。相关数据显示，2018年新能源汽车销量应该在50万到60万辆之间。按照国家规划，到2020年新能源汽车保有量达到500万辆是一个非常现实的数字，新能源汽车的核心部件就是动力电池。新能源汽车动力电池的报废标准是电池容量小于80%，这意味着动力锂电池需要每3到5年更换一次。2020年，
20世纪90年代以来，随着锂电池的广泛使用，我国已成为全球最大的锂电池生产国、消费国和出口国。特别是近年来，我国出台了购置补贴、减税、研发支持、消费优惠、基础设施等一系列重大政策措施，新能源汽车市场蓬勃发展。公告称，2016年我国新能源汽车销量达到50.2万辆，保有量超过100万辆，占全球市场的50%。到2020年，累计产销量将超过220万辆。
图1 中国市场新能源汽车销量（单位：万辆）
随着新能源汽车的快速发展废盐酸回收利用，作为新能源汽车的“心脏”，动力锂电池行业也在快速成长。按照相应的报废标准，动力锂电池回收市场已经形成。据锂电大数据网专家分析，预计到2018年，我国废旧动力锂电池回收市场将初具规模。累计废动力锂电池将超过12GWh，报废量将超过17万吨。钴、镍、锰、锂、铁、铝等金属所创造的回收市场将超过53亿元，到2020年将超过100亿元。2023年废旧动力锂电池市场规模将达到250亿元。
图2 中国动力锂电池报废情况（单位：GWh）
同时，这些废旧动力锂电池的拆解过程也会产生废气、废液、废渣等污染。有机电解质和钴、铜、镍等重金属一旦渗入水体和土壤，就会给生态环境带来隐患。，甚至危害人体健康。如果不对废旧动力锂电池进行必要的回收处理，不仅会造成资源浪费，还会对环境造成一定的污染。因此，加快动力锂电池回收利用已迫在眉睫，这已成为影响新能源汽车产业发展的重大课题。
二、行业现状
2016年全国生态文明建设工作推进会强调构建绿色、循环、低碳发展的产业体系。习总书记、李克强总理就此作出重要指示。近年来，我国相继出台了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》、《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》、《循环利用技术政策》 《电动汽车动力电池技术规范（2015年版）》、《新能源汽车废旧动力电池综合利用行业标准条件》、《等政策文件要求加强动力锂电池梯次利用和回收管理研究 制定动力锂电池回收政策，建立健全废旧动力锂电池回收体系，加强行业管理和回收监管等。其他地方也在积极探索相关内容，但动力锂电池回收问题尚未真正有效落实。目前面临的主要问题是：等政策文件要求加强动力锂电池梯次利用和回收管理研究 制定动力锂电池回收政策，建立健全废旧动力锂电池回收体系，加强行业管理和回收监管等。其他地方也在积极探索相关内容，但动力锂电池回收问题尚未真正有效落实。目前面临的主要问题是：深圳等地也在积极探索相关内容，但动力锂电池回收问题尚未真正有效落实。目前面临的主要问题是：深圳等地也在积极探索相关内容，但动力锂电池回收问题尚未真正有效落实。目前面临的主要问题是：
1、退役电池拆解更复杂、更难
废动力锂电池包括不同的类型、设计工艺和串并联分组形式，以及不同的使用时间、应用模型和运行条件。这使得拆卸电池不方便。自动化拆解对生产线灵活配置要求高，处置成本过高；而人工拆解影响电池回收良品率，还容易造成电池短路、漏液，引发火灾或爆炸，造成人身和财产损失。
2、退役电池一致性差，质量低下
废旧动力锂电池的再利用，必须经过质量检测，包括安全评估、循环寿命测试等，对电池进行分选分级，然后重新组装，方可重复使用。否则无法保证一致性。但这些测试设备、测试费用、测试时间、分析建模等都会增加成本。如果一些有问题的电池没有被检测出来并再次使用，也会增加整个电池系统的安全风险。
3、回收拆解成本高，利润点低
国内尚未建立成熟的回收体系，动力锂电池回收产业尚未形成规模效应。由于回收过程成本高，投资超过了电池的价值。根据中国电动汽车百人会提供的信息，某企业回收1吨废旧磷酸铁锂动力电池的成本为8540元，而回收料的收入仅为8110元，亏损430元元。用于储能也不经济。中科电力研究院数据显示，2015年锂电池储能综合成本为0.73元/千瓦时，而铅炭电池和抽水蓄能的成本接近0.4元/千瓦时。
4、回收政策缺乏监管，执行不到位
虽然我国出台了政策文件确定生产者延伸责任制，明确了新能源汽车生产企业、动力蓄电池生产企业、梯次利用电池生产企业、报废汽车回收拆解企业的责任，但由于政策不是强制性的，并且缺乏明确的奖惩机制，动力锂电池的回收再利用不经济。目前，动力锂电池相关主体未盈利，政策落地积极性不高。
3、技术分析
1、干燥技术
干法是将锂离子电池还原焙烧分离钴和铝，通过浸出分离钴和乙炔黑。
从废旧锂离子二次电池中回收钴的技术，工艺流程是先将电池焚烧，然后筛除铁和铜，将残余粉末加热溶于酸，用有机溶剂提取氧化钴。
首先，将废旧锂离子电池粉碎，然后进行热处理，将可燃物质转化为气体后留下。在恒温水浴中加入硝酸和双氧水溶解，使Co和Li的浸出率均达到90%。干法工艺相对简单，易于工业化应用，在国内也是比较成熟的工艺。
图3 废旧锂离子电池干法处理工艺流程图
图4 废旧锂离子电池干法处理设备（鼎断设备）
2、湿法工艺
2.1湿法是用无机酸溶液浸出废电池中有价值的成分，然后通过一定的方法回收。80℃盐酸浸出锂离子二次电池正极材料，Co和Li的浸出率均大于99%，然后用PC-288A（2-乙基己基磷酸-单-2-乙基己基醚），钴在汽提后以硫酸钴的形式回收。再加入碳酸钠溶液，生成碳酸锂沉淀，回收率接近80%。
2.2 锂离子电池正极废料用酸浸出，在浸出液中加入两性金属，将Co2+转化为Co，再除去两性金属，得到金属Co。
2.3先将电极材料溶解在稀盐酸中，然后调节pH=4，选择性沉淀氢氧化铝，然后调节pH至10左右，使钴和镍形成氨络合物，然后通O2还原Co2+，Ni2+氧化，溶液通过离子交换树脂，然后用草酸盐沉淀出Co和Ni。吴方[7]用碱溶解电池材料，预先去除约90%的铝，然后用H2SO4+H2O2体系浸出滤渣。浸出后的滤液含有Fe2+、Ca2+、Mn2+等杂质，用P2O4溶剂萃取得到钴和锂。将混合溶液用P5O7溶剂萃取以分离钴和锂。反萃取后得到硫酸钴。沉淀萃余液以回收碳酸锂。一次锂回收率为76.5%。
湿法工艺能耗大，工艺流程长，设备要求高废盐酸回收利用，成本高，资源回收率低。
3、锂离子电池的离子筛处理
2003年，武汉理工大学发明了利用λ-MnO2离子筛从废旧锂离子电池中分离回收锂的新方法，并于当年获得发明专利。步骤是：拆开电池去掉外壳，将电芯浸泡在盐酸中使其充分溶解；调节体系pH>10，过滤得到含锂离子的料液；用λ-MnO2离子筛处理料液，选择性吸附分离离子，然后吸附在离子筛上的锂离子用盐酸洗脱，蒸发洗脱液得到氯化锂，加入到洗脱液，加热浓缩得碳酸锂沉淀。
4、生物浸出工艺
所谓微生物浸出过程就是利用微生物将体系中的有用成分转化为可溶性化合物并选择性溶解，得到含金属的溶液，实现目标成分与杂质成分的分离，最终回收有用金属。 .
与传统的电池回收技术相比，生物浸出具有基础设施投资少、运行成本低、环境污染小等优点。但这是一个较新的课题，还有很多问题需要解决，如菌种的选择和培养、浸出条件的控制、金属的生物浸出机理等。
四、建议
1、研究电池标准化，实施追溯体系
加强动力锂电池结构设计、连接方式、工艺技术、集成安装等标准化研究，尽快制定强制性动力电池编码标准，将追溯体系与新能源汽车产品公告管理挂钩，确保电池寿命周期信息记录，提高检测评估的便利性和准确性。
2、加大电池回收利用关键技术研发力度
加大废旧锂电池拆解、重组、检测、寿命预测等关键技术研究，提高其技术成熟度和生产过程安全性。同时，提高电池拆解重组回收技术的自动化水平和回收利用效率，使动力锂电池回收再利用在经济上可行且安全。
3、制定并实施动力电池回收利用奖惩办法
制定动力锂电池回收再利用奖励实施细则，建立奖惩机制。例如，对不按照回收政策履行责任和义务的企业进行处罚，根据电池组数和容量对电池回收企业和电池回收企业进行补贴，实施税收优惠，确保回收企业的经济性；可采用押金与奖励并行的制度，培养消费者动力电池回收意识。
4.鼓励商业模式创新试点和推广应用
积极创新商业模式，在积累经验后复制具有推广价值的循环经济发展模式。实施动力锂电池回收再利用体系建设，利用补贴机制和优惠政策，提高企业和消费者的积极性，避免部分投机企业为了补贴进入该行业跟风，形成公平良性竞争机制有利于行业健康成长。
五、结语
锂离子动力电池的应用越来越广泛。废弃的锂离子动力电池将对自然环境和人类健康构成极大的威胁和危害，可循环利用资源之丰富令人们震惊。面对废旧锂离子动力电池带来的困扰，如何有针对性地建立锂电池回收体系，确定回收体系中政府、生产商、销售商之间的关系，如何保证使用寿命锂电池的循环和寿命等，提出了一系列的解决方案和建议，以更好地实现废旧锂离子动力电池的回收再利用。（信息来源：新材料在线）
