原文標題：《中南大學教授突破電池回收：1 公斤利潤 10 元，鐵和磷也能再利用》
受益的不只是白名單企業(yè)
被吐槽不賺錢的電池回收行業(yè)，要迎來一次突破了。
最近中南大學教授開發(fā)出一種高效且綠色的高溫處理方案，來回收廢舊磷酸鐵鋰電池（LFP），這種方式不僅可以提高鋰元素的回收，還能回收鐵和磷。
和傳統(tǒng)工藝相比，全新的回收方式可以實現(xiàn) 1 公斤廢舊 LFP 電池達到 1.44 美元（約人民幣 10 元）的利潤。
近兩年來，新能源車的爆發(fā)也催生出一個全新的藍海生意 —— 電池回收。根據(jù)規(guī)定，動力電池容量衰減至額定容量的 80% 以下，就面臨退役，隨后強制回收。機構(gòu)保守預(yù)計，2030 年動力電池回收市場有望超過 1000 億元的規(guī)模。
無論是寧德時代、比亞迪、格林美等巨頭，還是一些中小型的動力電池回收企業(yè)，都開始下場布局，試圖提前鎖定這個潛在的市場。根據(jù)天眼查數(shù)據(jù)，國內(nèi)目前有超 3.5 萬余家“動力電池回收”相關(guān)企業(yè)。
然而動力電池回收仍處于市場初級階段，價格倒掛、技術(shù)不成熟等客觀因素仍有很多，動力電池回收也被稱之為燙手的金礦。
隨著全新技術(shù)的誕生，這個巨大的金礦，開始完全暴露出來。
01 、改善火法回收
眾所周知，正極材料是電池組件中成本最高的，大約會占到電池總成本的 40%，所以回收正極材料就比回收其他材料更有必要性。
目前市場中，廢舊電池回收處理方法一般有兩種，分別為濕法回收和火法回收。
濕法回收通常會使用大量的酸性或者堿性溶液去溶解廢舊電池，然后通過長時間沉淀回收貴金屬元素。
但濕法回收有很多缺點，首先時間周期比較長，其次冶金完成后還要對廢水、廢氣實行再處理，大大增加運營成本，甚至超過所得到的鋰化合物的價值。
而火法回收，顧名思義就是通過高溫煅燒的方式回收，盡管高溫熔煉工藝簡單、生產(chǎn)率高達優(yōu)點。但煅燒過程能耗大，對鋰的回收率也非常有限。
另外，在以火法冶金為主的過程中，也需要有濕法冶金過程。它在回收過程中的主要作用是將電池中的成分轉(zhuǎn)化為有利于后續(xù)濕法冶金分離或回收的產(chǎn)物。所以，僅靠火法冶煉還不能實現(xiàn)對廢舊鋰電池的完全回收。
就目前來看，這兩種方法都不適合電池的大規(guī)?；厥铡?/p>
中南大學研發(fā)的廢舊 LFP 電池回收方案，則是對原有的火法冶金方式作出了進一步的改善。
值得一提的是，中南大學以張佳峰為首的這個課題組一直專注于動力電池回收方面的研究。
張佳峰教授出生于 1984 年 12 月，浙江嵊州人，是化學工程與技術(shù)的博士后，中南大學冶金與環(huán)境學院教授，主要研究方向就是固體廢棄物的無害化處置與資源化、鋰電池材料及前驅(qū)體和冶金環(huán)境工程等。
他所帶領(lǐng)的課題組已經(jīng)在國內(nèi)外期刊發(fā)表學術(shù)論文 80 余篇，申請國家發(fā)明專利超 150 項，其中授權(quán)國家發(fā)明專利 50 余項。
早在幾個月前，他所帶領(lǐng)的課題組，就曾發(fā)布過對廢舊磷酸鐵鋰電池中的正極材料修復(fù)再利用方案的可行性。
他認為通過添加適量的鋰源，以此進行原位逆向補鋰，或許可以有效地修復(fù)再生廢棄 LFP 正極材料。
通過他們大量的實驗分析，這個方法確實可以有效地再生 LFP 正極材料，并且還能表現(xiàn)出 500 次循環(huán)后容量保持高達 95.30% 的電化學性能。
02 、1 公斤利潤 10 元
和傳統(tǒng)電池回收過程相比，張佳峰團隊所提出的廢棄 LFP 回收方案中，主要加入了固體硫酸鈉，它是一種無色透明的晶體，和鹽很相似，但不可食用，一般用作干燥劑。
具體過程是，在對廢舊磷酸鐵鋰電池進行放電、拆卸和分離等預(yù)處理后，篩選出正極活性物質(zhì) LFP。LFP 與硫酸鈉混合后研磨均勻，然后在高溫條件下進行空氣煅燒。
這個過程中，Li（鋰元素）會從 LFP 的橄欖石型結(jié)構(gòu)中被選擇性提取，形成可溶于水的 Na?SO?。Fe（鐵）和 P（硼）則被轉(zhuǎn)化為了附屬產(chǎn)物 Fe?P?O?和 Na?P?O?。
焙燒后的產(chǎn)物再通過水浸處理，根據(jù)各物質(zhì)在水中的溶解度不同，最終提取 Li 元素。
他們發(fā)現(xiàn)，當實驗過程中溫度達到 800℃時，充分燃燒 3 小時后就能獲得最大的 Li 提取率，達到了 99.22%，而 P 元素的提取率達到 0.11%，F(xiàn)e 的提取率達到 0.03%
和傳統(tǒng)技術(shù)相比，既能高效選擇性提取 Li 元素，也能將 Fe 和 P 二次回收利用。
它們對這項研究技術(shù)實的用性也進行過分析，計算了 1.00kg 廢 LFP 電池下所產(chǎn)生的成本和收益。
按照他們的說法，和濕法冶金工藝相比，都是將鋰轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，原理相似，成本相近，分別是 2.59 美元和 2.63 美元。
值得注意的是，濕法冶金只有單一附屬產(chǎn)物在過程中被回收，而在這次的實驗當中還會帶來多種高價值的附屬產(chǎn)物，帶來了 4.07 美元的增值，這比濕法冶金的價值高 40.3%。而且這個方法也簡化了濕法冶金后期復(fù)雜的酸浸過程，大大簡化了過程。
而這意味著，與傳統(tǒng)方法相比，這個回收方案可以實現(xiàn)從 1 公斤廢舊 LFP 電池中得到 1.44 美元的高收益。
03 、受益的不僅是白名單企業(yè)
當新能源汽車作為實現(xiàn)雙碳目標的重要抓手時，動力電池回收體系將是新能源汽車可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)，不可避免會成為一個風口。
自 2022 年開始，磷酸鐵鋰電池已經(jīng)成為了退役電池的主力，有數(shù)據(jù)顯示，2025 年進國內(nèi)的退役動力電池將達到 137.4GWh，而需要回收的廢舊電池將達到 96 萬噸。
而且據(jù)安信證券測算，在 2021 年全球鎳鈷鋰錳回收市場規(guī)模為 157.4 億元，預(yù)計到 2025 年市場規(guī)模能達到 777.1 億元，2021-2025 年均復(fù)合增速為 49.1%。
不久前，工信部發(fā)布了符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》企業(yè)名單公開征求意見，本批次白名單企業(yè)共計 41 家，加上此前已發(fā)布的三批名單，國內(nèi)動力電池回收白名單企業(yè)將要達到 88 家。
然而和這些企業(yè)相比，更多的還是沒有進白名單的小作坊。
對于用戶來說，一臺入手價格 15 萬元左右的緊湊級新能源汽車，在開了幾年之后，報廢回收價格只有 3000~4000 元，這也給了廢舊電池商進入市場的機會。
這些小作坊，通過低成本、高價回收搶占回收市場。據(jù)測算，退役動力電池流入白名單企業(yè)的比例不到 25％。
而這些小作坊的回收方式也是簡單粗暴，他們?yōu)榱斯?jié)約成本，直接戴著絕緣手套就開始暴力拆卸。這個過程中也會產(chǎn)生巨大的粉塵、電解液污染。此外，他們按照品質(zhì)的不同，還會進行二次利用，不少電動玩具中的電池，就是來自新能源汽車。
這意味著，動力電池回收產(chǎn)業(yè)鏈仍然不成熟。有業(yè)內(nèi)人士稱，現(xiàn)在動力電池回收行業(yè)里，廢舊動力電池里鋰資源回收率基本徘徊在 1% 到 2% 之間，能完全利用的非常少。
寧德時代董事長曾毓群曾夸下?？冢姵乩锩娼^大部分材料都是可以重復(fù)進行利用的，“目前我們鎳鈷錳的回收率已經(jīng)達到了 99.3%，鋰達到了 90% 以上?！?/p>
不過這個說法很快就被質(zhì)疑，天齊鋰業(yè)回復(fù)稱，“這個回收率實驗室應(yīng)該能做到，但是商業(yè)上還沒見過?！?/p>
理論上，鋰的回收率的確可以達到 90% 以上，但動力電池回收的最大挑戰(zhàn)還在于，回收難、回收成本高、以及不健全的市場機制。
而中南大學的這項技術(shù)突破，和以往的技術(shù)方案相比，并不需要多么復(fù)雜的反應(yīng)環(huán)境，還大大簡化了流程，還有在反應(yīng)過程中的催化試劑也比較常見，這意味著實現(xiàn)商業(yè)化落地就會簡單的多。
而且這套方案一旦落地商用，受益的也不僅僅是那些白名單企業(yè)。
本文來自微信公眾號：超電實驗室 （ID：SuperEV-Lab），作者：王磊，編輯：在洲
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