动力锂电池回收兼具环保效益与经济效益

　　摘要：在《动力锂电池报废高峰将至 国家政策如何提前布局》一文中，笔者已经对废旧动力三大驱动力之一的政策驱动进行了概括与分析，在本文中笔者将对另外两大驱动力，环保效益与经济效益进行解析，为废旧动力电池回收产业的发展提供参考。

　　当前说的动力锂电池回收，其实并没有涉及整个电池上各类材料的全面回收再利用，而是指采用物理法、化学法、生物法等对动力电池材料中的钴酸锂，锰酸锂，三元锂，磷酸铁锂等进行回收。

　　锂电池退役后面临的环境问题突出 废旧锂电池的回收符合环保理念

　　动力锂电池退役后面临环境问题，不仅有电池中存在的铜、镍、钴、锰等可能造成重金属污染的元素，还有如六氟磷酸锂遇水产生的氢氟酸、有机溶剂、白色污染物等对环境有害的污染物体。随着未来锂电池集中退役期的来临，锂电池退役后面临的环境问题也会愈发突出（见表1）。

　　具有生物学毒性的钴镍锰是主要污染源之一，随意丢弃这些元素会污染水源和土壤。过量的钴会造成人体红细胞的增生;锰慢性中毒会引起持久性的运动功能、认知、精神损害;氯化镍或胶体镍具有较大毒性，可造成呼吸循环和中枢性循环紊乱，使肺、脑、心肌和肾出现出血、水肿和变形。如果将动力电池随意丢弃到环境中，通过食物链和生物富集效应，最终这些化学元素会在人类体内聚集，产生中毒等问题，这将对环境质量和人类的健康造成极大的威胁。

　　另一个主要污染源则是动力电池材料中的电解液。目前液态电解液使用较为广泛，如果将其中的有机溶剂直接排放到环境中而不对其进行任何处理，这同样也会对环境造成污染。六氟磷酸锂是目前使用较为广泛的溶剂，其遇水会产生腐蚀性强且有剧毒的氢氟酸，对于环境质量危害很大极为不利。

　　而由高分子塑料制成的隔膜和外壳材料等部分，则会产生白色垃圾等污染物。

　　从十九大以来，我国越来越重视生态文明建设，“绿水青山就是金山银山”的理念正在不断地被落实。而动力电池回收的环保意义极强，符合打造碧水青山、蓝天白云的环保大方向。

　　表1 废锂离子电池材料的潜在环境污染性

　　(根据公开信息整理)

　　废锂电回收经济效益显著

　　随着使用时间的增长，锂电池的容量、放电效率以及安全性等各方面性能均会出现明显下滑。对于已经不能满足当前应用需求的锂电池，回收可以有效发挥其“剩余价值”。一般而言，当新能源汽车搭载的动力电池容量衰减至80%左右时，动力电池将被淘汰，但此时的动力电池仍然能用于储能设备，投放到商业住宅储能站、电动汽车充电储能站以及电信基站等场所。

　　另外，锂电池的资源化回收可以有效收回锂电池成本，具有较强的经济性。电芯在动力电池成本中占比达到36%，若扣除毛利则电芯占比高达49%;在消费类电池中电芯成本占比更高。而在电芯中，富含镍钴锰等金属元素的正极材料的成本占到了45%。通过原料回收，镍钴锰等金属元素可实现95%以上的回收率，而锂元素的回收率也在70%以上，经济效益显著。经由资源化回收，可以生产出镍、钴、锰及锂盐，甚至进一步产出三元正极材料及前驱体，直接用于锂电池电芯制造，具有构建产业链闭环的重大意义。表2为锂电池主要构成部分及其原料。

　　表2 锂电池主要构成部分及其原料

　　(根据公开资料整理)

　　以三元电池为例，近年来受新能源汽车-动力电池产业链高速发展的强势带动，上游原材料价格持续上涨：以碳酸锂为例，在2015年10月前价格一直保持在5万元/吨以下的价位，其后则迅速上涨并维持在12万元/吨以上的高位，最高价格高达17万元/吨以上;同时，三元材料电池在乘用车和物流车领域的大规模应用，导致钴的需求也大幅提升，国内钴价不断攀升，增长幅度近3倍。三元材料含有高价金属元素，更具有直接资源化回收的价值。以硫酸镍的生产为例，通过废旧动力电池回收处理每吨镍的成本在4万元以下，而直接通过镍矿生产的成本在6万元以上。因此，通过资源化回收获得金属原料的成本低于直接从矿产开发的成本，因此三元材料电池的资源化回收亦具有降低成本的意义。

　　结语

　　随着动力电池退役期的到来，锂电回收产业也有望逐渐发展起来。除了政策支持，锂电回收的环保效益和经济效益是另外两大主要动力。一方面，锂电池中含有的重金属和其他有害物质，不仅会对环境质量造成不利影响，还可能对人类的健康造成极大的威胁。另一方面，锂电的回收有利于锂、钴、锂等有价金属的循环再利用，是规避电池原料短缺风险的有效手段，经济效益十分显著。