隨著全球可再生能源和清潔能源采用量的迅速上升，基于鋰離子電池的儲(chǔ)能應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在電動(dòng)汽車(chē)以及電網(wǎng)規(guī)模的儲(chǔ)能應(yīng)用的推動(dòng)下，鋰離子電池的銷(xiāo)售量將會(huì)激增（如圖1所示）。圖2中的圖表描述了預(yù)計(jì)到2025年鋰離子電池的銷(xiāo)售量（以噸為單位）。鋰離子電池?cái)?shù)量的大量上升促使行業(yè)廠商致力于尋求一種具有商業(yè)規(guī)模并且經(jīng)濟(jì)可行的回收解決方法，用于大規(guī)模處理和回收廢棄的鋰離子電池，以下將探討鋰離子電池回收行業(yè)當(dāng)前面對(duì)的一些挑戰(zhàn)，以及克服障礙的方法和機(jī)會(huì)。

鋰離子回收行業(yè)的挑戰(zhàn)

1、回收與采購(gòu)

資源的回收和處理通常面對(duì)一系列獨(dú)特的挑戰(zhàn)，要適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展。這些資源通常是廣泛分布的，因此難以為其處理和回收廠收集大量原料。相比之下，盡管鉛酸電池回收等一些行業(yè)的收集和回收供應(yīng)鏈已經(jīng)構(gòu)建并日益成熟，但鋰離子電池回收供應(yīng)鏈仍在不斷變化和發(fā)展中。

2、運(yùn)輸與法規(guī)

鋰離子電池由于具有化學(xué)和電氣雙重風(fēng)險(xiǎn)，目前被歸類(lèi)為第9類(lèi)危險(xiǎn)品。鋰離子電池具有熱失控的缺點(diǎn)，通常是由于內(nèi)部短路而導(dǎo)致起火或爆炸。有許多因素可能導(dǎo)致鋰離子電池?zé)崾Э兀渲邪ㄟ^(guò)度充電、環(huán)境條件惡劣（例如極端外部溫度）和制造缺陷等。在熱失控發(fā)生時(shí)，鋰離子電池通常會(huì)在幾秒鐘內(nèi)從室溫提高到700℃以上。作為復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)的一部分，鋰離子電池中的電解質(zhì)溶劑（通常為碳酸烷基酯）是電池燃燒的重要燃料。

3、安全與儲(chǔ)存

運(yùn)輸和法規(guī)變更的挑戰(zhàn)通常圍繞一個(gè)關(guān)鍵因素：安全。關(guān)于處理、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加工鋰離子電池的廠商來(lái)說(shuō)，安全性至關(guān)重要。因?yàn)殇囯x子電池存在熱失控的風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)鋰離子電池的處理和運(yùn)輸提出了獨(dú)特的挑戰(zhàn)。具體而言，最安全的方法是在現(xiàn)場(chǎng)使用盡可能少的鋰離子電池，以減輕發(fā)生熱失控事件的風(fēng)險(xiǎn)。但是，這與確保大量廢棄鋰離子電池用于加工和處理目的的要求相矛盾。當(dāng)前廢棄鋰離子電池（便攜式/小型電池）通常來(lái)自手機(jī)、筆記本電腦和其他消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品），這使其安全存儲(chǔ)的發(fā)展更加復(fù)雜。而關(guān)于儲(chǔ)能系統(tǒng)中的鋰離子電池，必須嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)托盤(pán)/機(jī)架間距，儲(chǔ)存密度以及在存儲(chǔ)空間采用滅火系統(tǒng)等協(xié)議，以減輕與鋰離子電池?zé)崾Э睾椭鹩嘘P(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。

廢棄的鋰離子電池回收和處理面對(duì)的挑戰(zhàn)

從電池回收工藝的角度來(lái)看，由于鋰離子電池原料的高度異質(zhì)性，與傳統(tǒng)的金屬資源回收相比，鋰離子電池的回收面對(duì)獨(dú)特的挑戰(zhàn)。目前，市場(chǎng)上的鋰離子電池至少存在14種不同類(lèi)型的陰極材料，當(dāng)考慮特定成分時(shí)，每種陰極材料都有所不同。關(guān)于傳統(tǒng)的金屬資源，采用重要回收措施可能回收1到4種金屬元素（例如銅、金、銀和鉑等）。但是，鋰離子電池可能要考慮回收利用20多種元素，如圖3中的元素組成。另外，這些金屬元素通常與無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料和塑料混雜在一起，這進(jìn)一步使鋰離子電池的回收過(guò)程復(fù)雜化。為了能夠分離出有價(jià)值的成分，通常要具有許多單獨(dú)單元操作的復(fù)雜工藝流程圖。在這種情況下，電池回收工藝流程進(jìn)行的物理測(cè)試工作是非常關(guān)鍵的，并要通過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)來(lái)驅(qū)動(dòng)。

例如，Li-Cycle公司就是一家專(zhuān)注于鋰離子電池資源回收技術(shù)的公司。自2016年合并以來(lái)，Li-Cycle公司開(kāi)發(fā)了一種獨(dú)特的回收工藝，該工藝采用機(jī)械預(yù)處理和濕法冶金方法可以回收鋰離子電池材料的80%～100％。該公司采用這一先進(jìn)的資源回收流程，致力于從各個(gè)供應(yīng)鏈參與者那里采購(gòu)廢棄的電池，并對(duì)安全性進(jìn)行優(yōu)先排序，這成為了Li-Cycle公司實(shí)現(xiàn)其鋰離子電池回收技術(shù)全球商業(yè)化目標(biāo)的基本要素。