哈爾濱巴特瑞資源再生科技有限公司總經(jīng)理明躍彬

四月十七日，由電池聯(lián)盟、我國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會電池專業(yè)委員會、我國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)主辦的第七屆汽車動力蓄電池回收再生暨二次電池回收和再生技術(shù)研討會在北京隆重召開，哈爾濱巴特瑞資源再生科技有限公司總經(jīng)理明躍彬在會上做了題為《一種高效的動力鋰電池綜合回收利用技術(shù)》的演講。以下為演講全文。

(以下內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場文字實錄,未經(jīng)發(fā)言人本人審閱,僅供參考)

我今天介紹一種全自動動力鋰電池綜合回收利用技術(shù)，是屬于動力鋰電池回收的預(yù)處理或者是前處理的技術(shù)。

有關(guān)動力鋰電池回收再利用這塊，通過多次業(yè)內(nèi)討論和交流，包括國內(nèi)很多大學(xué)、科研機構(gòu)以及公司，其實在后處理這塊，包括火法冶煉或者濕法冶煉，相對來說都是有相對成熟的解決方法。其實我覺得瓶頸就是可能看著技術(shù)含量不高的前處理這塊，現(xiàn)在我們了解前端的電池沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，它的規(guī)格，包括它組成模組的形式多種多樣，電池有圓柱的，方形的，軟包，千奇百怪，而且車上的PACK有銅牌，有激光電焊，還有一些電池直接用膠水進(jìn)行粘連，這給后面的預(yù)處理工作帶來比較大的難題，怎么樣把這些經(jīng)過各種結(jié)構(gòu)連接的電池進(jìn)行拆解，假如操作不當(dāng)?shù)脑挘赡軙稹Ｍ瑫r業(yè)內(nèi)大家也了解，有一些在臺面下的手工小作坊是屢禁不止，對正規(guī)公司是有很大的沖擊，還有環(huán)保方面的要求，廢水廢氣的處理也是比較大的壓力。

我們正規(guī)公司操作的時候有什么樣的挑戰(zhàn)，很多公司在預(yù)處理過程中為了保證它的安全，因為安全和環(huán)保是公司的兩條紅線，是不能觸碰的，所以很多公司會采取給電池進(jìn)行放電，我們接觸有一些用設(shè)備放電，比如充放電機，或者負(fù)載放電，比如一些電負(fù)載或者是石墨類，還有浸泡鹽水放電。但是我們覺得，通過一些研究剛才這些放電多多少少有一些問題，假如我們在實驗室階段或者電池生產(chǎn)的時候可以采用這種充放電機，相對新電池的制造成本可以負(fù)擔(dān)的，但是在廢舊電池的處理里，假如用充放電設(shè)備顯然是不理智的，對成本壓力也非常大。負(fù)載放電這塊，相對就是通過變相短路的方式，這樣的話有很大熱能的出現(xiàn)，熱能處理不當(dāng)，對廠區(qū)生產(chǎn)安全是比較大的威脅。鹽水放電，乍一看是很環(huán)保的，但是問題是最大的。這是我們之前做的實驗，我們是把12只200安時電池放在鹽水槽里浸泡，浸泡了9天，每天會取出2只電池進(jìn)行各種參數(shù)的比對，最后取出這對電池，大家可以看到，初始電壓是3.24和3.28，最后降到的電壓才是3.288，證明還是有電荷的，后面做了破碎的實驗，放到破碎設(shè)備里電池著火了，證明鹽水放電首先效率比較低，而且大家可以看到，這是我們泡了五六天以后，不停取出電池，這里鹽水的情況。浸泡的過程當(dāng)中，它的負(fù)極，鋁已經(jīng)被電解了，變成氫氧化鋁和氫氣，電解液也可以跑出來了，可以看到它的污染。這是完全起泡的狀態(tài)，這是浸泡完了以后把電池做了整體的比對，可以看到每個電池極柱都有缺失，最后，這幾只電池，極柱完全沒有了。下面看到下面的電池不斷往外釋放氣體，在周邊可以聞到味道。12只電池，一個小的鹽水池就造成這樣的影響，假如公司界建一個大規(guī)模處理的鹽水池，在廢水的安全和環(huán)保方面是比較大的挑戰(zhàn)。

有關(guān)很多公司進(jìn)行動力鋰電池放電，一方面是安全的考慮，還有一方面，我們都了解是為了讓鋰離子從負(fù)極回到正極，因為鋰電池的活性是通過鋰離子在正負(fù)極之間實現(xiàn)的，而鋰電池活性下降重要是材料的衰減，在材料壽命當(dāng)中有一些正極的鋰在負(fù)極就會被嵌入，這是同一模組里兩個電池包，我們采用不同的電壓，一個是3.29，一個是2.89，對鋰離子的采樣。可以看到，即使電壓差的很大，2.89已經(jīng)接近放電電壓，它實際上在它正極帶的鋰離子的數(shù)量還是相當(dāng)少的，這樣的話假如走材料修復(fù)體系的話，你要重新變成磷酸鐵鋰，比例要變成1：1：1，最重要的是鋰的流失，相應(yīng)你要補充大量的碳酸鋰，重新達(dá)到摩爾比例的平衡，相對造價也會更高一些。

另外一個挑戰(zhàn)就是環(huán)保，廢氣重要來源于電解液，這些都是有毒的，還有一些公司在處理過程中采用高溫加熱或者是燃燒的方式，防止不了二惡英的問題。還有，在爐內(nèi)燃燒假如氛圍控制不好可能有爆炸的隱患。其次就是廢水，這塊重要指前處理工藝，不包括后處理工藝。前處理也是電解液帶來的，有機溶劑液有強腐蝕性，還有高COD。還有就是生產(chǎn)環(huán)境，無組織排放假如控制不好，有毒有害的氣體量非常大，對工人健康有很大危害。我們收回來的不只是電芯，我們從新能源汽車退下來可能是一個PACK，這樣對人員的操作安全有很大的挑戰(zhàn)。

基于此我們公司提出了一個解決方法，就是叫自動化動力鋰電池綜合回來利用的解決方法，這是我們整個方法的三維模擬效果圖。首先，我們采用全套流水線機械設(shè)備，電池和模組都可以在設(shè)備進(jìn)行整體破碎，破碎后電解液進(jìn)行整體回收，采用各種分離技術(shù)對物料進(jìn)行分離，得到最終的產(chǎn)品有殼體，還有金屬殼體，還有銅和鋁，隔膜是完全回收的，而不會變成有害氣體，還有一個產(chǎn)物就是正負(fù)極粉料，我們也可以做到分離，像我們前面對鋰離子的考慮，我們覺得正負(fù)極粉料意義不大。我們采用防腐材料，可以抗氫氟酸的腐蝕，整個設(shè)備目前已經(jīng)實現(xiàn)了全線的自動化，人工大大減少。處理能力是這樣，所有的電池或者模組不用經(jīng)過前處理放電，這樣可以大大提升效率，節(jié)省成本，提高系統(tǒng)安全性。同時，兼容性強，可以做到目前市面上不管什么樣的電池，圓的方的塑料的軟的硬的都可以處理，不限體系，外形什么樣的都可以，可以按照客戶的定制，最低產(chǎn)量不低于2000噸每年，這是按照8小時計算，假如7×24小時來算產(chǎn)量可以達(dá)到6000噸以上。環(huán)保問題，生產(chǎn)過程中不用水，無廢水污染，無組織的廢氣排放，只要達(dá)標(biāo)處理被收集的廢氣，只要經(jīng)過環(huán)保配套措施，達(dá)標(biāo)處理就可以排放了。這是目前我們產(chǎn)線實際處理的情況，電池8個品牌11種類型電池，圓柱電池，圓柱電池模組。這是我們得到最終產(chǎn)品的圖片，一些連接件還有外殼殼體，物料和一切殼體上的連接件，物料較重，分離純度較高，可以達(dá)到95%以上。銅粒和鋁粒，還有隔膜和正負(fù)極的粉料。

這是我們兩個實驗，一個是沒有經(jīng)過保護(hù)的，大家可以看到帶電的電池在里面破碎會著火，大家看到這個沒有發(fā)生著火的現(xiàn)象。這是送到第三方檢測機構(gòu)的檢測報告，粉料有兩種來源，一種鋰可以達(dá)到20%多，一種鋰可以達(dá)到30%，這里最重要的干擾是銅箔和鋁箔的干擾，銅已經(jīng)做到了1%以下，鋁在2%到4%左右。這是我們其他的檢測報告，前面這份是回收電解液當(dāng)中出現(xiàn)的一些氣體的報告，右邊是我們?nèi)ツ旰鸵患倚履茉垂镜幕厥赵倮庙椖孔龅沫h(huán)評報告，這是一個送審稿。這是我們國內(nèi)技術(shù)和國際技術(shù)比較，有以下特點，電池不要放電，整套設(shè)備能夠拆解所有的動力鋰電池，是柔性尺度最大的技術(shù)。我們?nèi)坎捎梦锢聿鸾猓崛〔糠质墙唤o用戶自行處理。自動化程度完全是實現(xiàn)自動化，從上料到打包。相對能耗來說，無冶煉加熱，也無化學(xué)添加，能耗較低。環(huán)境方面，環(huán)境可控，基本無組織排放，有組織排放好處理，而且重要污染物是廢氣，沒有廢水。回收效率較高，廢物排放全部是達(dá)標(biāo)排放的。

給大家介紹一下我們公司，我們公司是在2016年被北京聯(lián)美量子科技有限公司收購，上面有一個公司是聯(lián)美集團(tuán)，重要有六大板塊業(yè)務(wù)，我們是屬于新能源板塊下屬的哈爾濱巴特瑞公司是一家研發(fā)機構(gòu)，聯(lián)美量子集團(tuán)進(jìn)入這個領(lǐng)域就打造一個新能源再生利用的一個環(huán)保的新基地。今年集團(tuán)重要規(guī)劃，就是在國內(nèi)建立回收基地，進(jìn)行動力鋰電池的梯次利用，拆解，以及電池系統(tǒng)的生產(chǎn)等業(yè)務(wù)。可以看到我們集團(tuán)的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，動力鋰電池的梯次利用也好或者是再生利用，它雖然屬于循環(huán)利用，但是它離不開新能源電池包括新能源汽車大的產(chǎn)業(yè)圈，其實會在這里跟上下游有密不可分的關(guān)系，所以我們集團(tuán)的戰(zhàn)略也是這樣，我們希望在產(chǎn)業(yè)圈里跟我們的上下游公司能夠緊密配合，發(fā)揮我們的優(yōu)勢，也歡迎其他產(chǎn)業(yè)合作伙伴跟我們一起，雙方優(yōu)勢互補，共同做好再生利用和梯次利用的項目。

接下來是我們哈爾濱巴特瑞這邊，成立的時間是在2015年，成立開始的使命就是研究兩個利用，梯次利用+再生利用。我們從2015年開始研究再生利用的技術(shù)，和哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作研發(fā)，到目前為止我們再生利用前處理技術(shù)已經(jīng)升級了兩個版本，目前這套我們之前從來沒有對外宣傳，現(xiàn)在是我們經(jīng)過了兩年多的準(zhǔn)備，覺得我們這套產(chǎn)品非常成熟了，才正式對外宣傳和推廣。研發(fā)過程中我們參和了相關(guān)國標(biāo)的制定，同時圍繞這套自動化拆解技術(shù)申請專利20多項，有一半已經(jīng)獲得了授權(quán)，今年定位希望為我們行業(yè)內(nèi)的合作伙伴和客戶供應(yīng)整個動力鋰電池前處理的工藝包的深度服務(wù)，2018年希望和各位有深度的交流和合作，謝謝大家。