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天津理工大学张联齐：磷酸铁锂电池回收产业化还需做细分研究

　　在刚刚落幕的"2017’第二届动力锂电池应用国际峰会暨第三届我国电池行业智能制造研讨会"上，在回收及后市场分论坛上，天津理工大学材料科学和工程学院副院长张联齐作主题演讲，重要介绍了团队在磷酸铁锂电池拆解回收方面的一些进展和挑战。

　　以下为张联齐演讲内容：

　　大家下午好!首先感谢组委会邀请我来做这个报告。我是来自天津理工大学的张联齐，介绍一下我们发展史，我们是06年、07年就开始做这个东西，我们首先做手机类的电池，粉碎，用物理化学的方法做，钴酸锂电池，已经很成熟了。到2012年、2013年，咱们国内锂电池出现新情况，动力锂电池市场起来了。这时候我参和这种项目了，我本人并不擅长这个东西，我觉得电池做回收处理应该跟以前不相同了。我们以前就是小电池，可能路线跟大家以前的不相同，萃取、分离比较容易。后来电动汽车起来了，18650、软包锂电池之争，TSLA采用了18650，18650成熟，是因为它太长历史了，太成熟了。未来我们认为大电池，像上百安时的可能就要应用了。这时候回收路线可能就不同了，你看邦普、格林美研究电池拆解的工艺。磷酸铁锂的回收价值就少了，除了锂以外，看不到别的有用的东西。万向他们找到我们做这个东西，我们把万向的电池软包的选了一些，我们联合力神把它的电池机械拆解，我们做的跟别的高校不相同，我们要做一些设备，这可能是很多公司对我们比较感兴趣的地方，但也不适合我们学校做。因为我们学校是做基础比较好的，我老是声称我们做的不太好，是另外一个老师给做的，我们提路线，他来给我们设计这个东西。我们在这方面还获过奖，做了大概有十年的历史，也发了一些文章，也有专利，跟万向、力神做了两年，声称是一天能处理一百公斤电池的示范线。

　　今天重要介绍磷酸铁锂电池，像钴酸锂很早的，技术路线很成熟了，不用再讲了。讲磷酸铁锂怎么处理，分六个部分，第一研究背景，大家都很清楚。从国家战略讲，能源危机，环境污染问题，涉及到我们的发展策略问题，能源环境污染问题，我们国家各种各样的规划，核心是动力锂电池的规划路线，像2015年到50万辆，咱们我国虽然没做到，2015年底做到三分之一。网上的统计数据，已经到三四十万辆了。还有一个更大的，对我们车来讲，电池占它的十分之一，两百多公斤。网上不了解谁写的，有这么多电池要处理的，我们怎么办?现在是不是电池回收公司的春天要来了?我问问豪鹏，他说这两年刚开始赚钱，因为锂贵了，钴贵了，以前不太赚钱。现在很多公司布局要干这个，我觉得跟电池多，还有国家补贴，还有材料费涨价都有关系。

　　还有对天津来讲，天津市政府给我们支持，磷酸铁锂退役以后一个是污染，一个是不安全，都是要处理的。磷酸铁锂电池，有很多跟我们做类似路线的，就是纯拆解。以前是对镍钴没问题，到了磷酸铁锂，就没有一个好的完整的技术。我们选的电池，我们为何要跟力神、万向合作呢?它的电池将来标准化，十有八九由他们大电池厂商来做，我们拆了一个包，拆了一个方形铝壳。大家还是很多人感兴趣，豪鹏对我们方法很感兴趣，让我们出方法。硬壳电池拆是很难拆的。

　　怎么处理电池路线?很多公司也这样干，把电池弄完以后放电，你要拆解，实现完全自动化拆解的一个设备，我们以前用石灰石，现在用洗碱浸泡。现在做的这些公司都是这样干的，把各种外壳、底壳还有电芯分出来，分出隔膜、正极、负极片，这个处理涉及机械过程、物理过程。现在大家很多高校也干这个事情，可行不可行，现在有公司对这个也感兴趣。跟市场跟各方面都有关系，至少现在还没起来。电解液我们也没继续处理，我们能做的事情，就是把它拆开，完全分离，量多了就会出现价值。这是我们整套的工艺，从放电到拆解的过程，怎么分离，把废料分出来。

　　右边是我们做方形LEP电池，达到一些指标，我们回收率还挺高的。假如产业化，还得继续做一些研究，要细分。包括除湿都要做。这是我们跟万向做的一套示范系统，这个视频是我们自己把方形铝壳电池拆解，很慢，基本实现了一个自动化拆解过程，重要是对力神电池。

　　还有正极废料再生研究，电池经过长期使用后，充放电容量会降低，最终不能满足使用的要求。650度的时候，我们看处理过程，这个性能基本上能赶上原来我们新的材料。大概的过程，这个小图显示的，这个形貌还有差别，比如300一直到600到800的过程，是有差别的。粒度变化也是有的，通过我们处理以后，这个粒度跟原来新的磷酸铁锂电池是比较类似的，容量少一点，没少太多。

　　循环性能也没问题，阻抗就不用看了，发文章给大家解释解释为何好。负极废料，一般情况下，很多文献说负极不会循环破坏，重新组装以后没问题。我们试了试还是有问题的。我们选600度烧一些东西，为何选600度呢?因为跟做热分析有关，把一部分粘结剂、增稠剂去掉。这个图做了一个碳包覆，前面是光加热，后面做了一个碳包覆，跟咱们生产石墨的过程差不多。处理完以后，形貌的变化，包不包括微型碳的问题，跟我们正常研究过程是相同的。包括对它的振实密度做了比较。假如处理温度低，容量低，处理温度高，可能性能就比较正常了。

　　电解液很复杂，我们就想能给它分离出来，能造成不污染这就是成功。我可以把含锂的部分卖给天齐锂业，不能让它流失，不能乱跑，不能进到环境里面，包括废气不能让它跑掉。这个我们没详细研究，不是那么完全准确。红的是我们加了一个红墨水，通过溢流办法把它分出来，这是我们一个初步的想法，可以实现分离。分完以后，可以进行蒸馏，可以卖给公司，相同值钱。

　　我们对这个项目初步的一个总结，我们认为这个路线是可行的。小规模示范，从整个电池拿来以后放电，然后拆解，怎么分开，纯度达到什么程度，材料怎么处理，包括电解液，包括废气，我们也稍微检测一下，确实没异味。第二个，这个东西用了以后，最好跟电池厂结合来做，可能有一定价值。材料厂好材料他不一定能做的好，做这种材料可能有问题。像格林美和邦普合并搞了一个公司，这也是一条路线。问题你得有货源，上哪找电极，跟回收渠道都有关系。无论如何，这个事情是要做的，你不可能不管，国家不允许你不管，将来补贴也会有的。现在是不是回收公司的春天来了?我觉得有可能，因为现在锂贵了，钴贵了，赚钱了，电池产量越来越大了，电动汽车已经这么多规模出来了，电池往哪放，坏了怎么办?梯次利用，好电池做储能都不一定能做好，处理就找到回收公司了，回收公司就高兴了，有可能赚钱了。我就讲到这儿，谢谢大家。

　　(根据发言整理，未经本人审阅)