英风电材:电池模块整块熔炼回收,无需拆解,金属回收率提升10%
大幅缩减预处理的干湿一体化工艺
全球有色金属企业英丰开发出一种再生利用技术,无需拆解电动车电池,只需将整个模组整体熔化即可提取锂。
英丰绿色事业室专务Sim Taejun 18日在首尔江南区韩国科学技术会馆举行的由SNE Research主办的第一届电池回收研讨会上介绍该技术时表示:“如果在不放电的情况下直接投放模组,可能存在危险,因此在熔化之前要先经过一个将电池电压降为零的过程。”Sim专务称:“这一过程需要6小时或8小时,最长可能超过20小时”,“因为耗时较长,库存可能会积压,我们将努力克服这一问题。”
国内外其他企业采用的湿法工艺,是在前处理过程中将废旧电池分解到电芯单元,再进行粉碎,制成作为回收原料的“黑粉”(Black mass)。在这一过程中,锂等关键材料矿物会发生损失。英丰方式则是在电池模组单元阶段直接投入干式熔炼炉,因此关键材料矿物几乎不会损失。与湿法相比,矿物回收率高出8%至10%,附加值高出10%至15%。
电池的单位分为电芯、模组和电池包。电芯是由正极、负极、隔膜、电解液构成的电池基本单元,多个电芯组合成模组。电池包则是将多个模组组合并增加冷却装置等构成的最终单元。通常电池回收企业会将废旧电池的模组进一步拆解到电芯以下单元并粉碎处理。
18日,在首尔江南区韩国科学技术会馆举行的“Battery Recycling Day 2023”研讨会上,Youngpoong 常务副总裁 Shim Taejun 发表了关于二次电池干湿法一体化工艺及业务推进战略的演讲。照片由 Youngpoong 提供
View original image英丰计划在以2024年投产为目标筹备中的干湿法一体化商业化工厂中,全球首次导入这一技术。在该工厂,每年可再处理2万吨规模(二次电池,相当于6万至8万辆电动车)的电池。如果采用这种将废旧电池模组直接投入的“直接投料(Direct Feeding)”方式,可大幅缩短前处理所需的成本和时间。
干湿法一体化工艺是英丰独有的资源循环技术,全球首次在干式熔炼(通过加热熔化)工艺中以粉末形态一次提取锂,再将浓缩的中间原料在湿法工艺中进行二次处理,回收锂、镍、钴、铜等。
同时,英丰还决定将干湿法一体化工艺的核心工序模块化,引入“模块化平台(Module Base Platform)”概念,根据各地区情况进行集中化或分散式运营。即将前处理、干法、湿法等干湿法一体化工艺的各核心工序集中在一处,根据需要再进行分离,只在国内外分散分布的电池及正极材料工厂附近建设最优化工艺,以提高运营效率。
例如,在拥有电池制造企业的A国和B国,仅运营相对简单的前处理工序,其余干湿法工艺设施则建设在其他国家并进行一体化运营。这样既能有效应对全球二次电池价值链(Value Chain)的构成,又能降低投资成本,提高经济性。
英丰计划在二次电池资源循环商业化工厂中结合碳捕集与利用(CCU)技术,以及利用工艺中产生的废热进行蒸汽轮机发电(Steam Turbine Generator,STG)等方式,为实现碳中和作出贡献。
Sim专务表示:“如果通过英丰的二次电池资源循环技术来生产电池关键材料矿物,相比传统矿山开采方式,碳排放可减少至三分之一到六分之一,因而经济性更高且更加环保”,“将通过英丰独有的干湿法一体化技术的商业化,减少碳排放,并为构建关键矿物自给基础作出贡献,从而推动电池资源循环经济的发展。”
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