受动力锂电池市场快速发展影响，三元材料也呈现出快速发展势头。 基于需求端对新能源汽车的更高要求，高镍三元材料和新型高压正极材料日益受到电池厂商的青睐。 的关注。 据行业组织统计，2017年我国锂电池三元材料产量8.6万吨，同比增长59%； 产值175亿元，同比增长119%以上，未来还将持续增长。
三元材料市场的快速增长也带动了原材料价格的快速上涨。 未来，随着新能源汽车市场规模不断扩大，三元锂电池的市场份额将进一步提升，也将带动镍钴锰的增长。 随着相关金属原材料需求的快速增长，镍、钴、锰等贵金属价格预计将维持高位，三元锂电池回收市场的经济效益也凸显。
电池回收市场将进军百亿蓝海镍钴锰回收市场，经济效益显着
公开数据显示，2017年，我国新能源汽车全年总销量77.7万辆，成功实现汽车行业“弯道超车”。 与此同时，我国新能源汽车市场依然强劲。 2018年上半年，我国新能源汽车产销分别完成41.3万辆和41.2万辆，同比增长94.9%和111.5%，这也让我国成为名副其实的新能源第一国家汽车。
新能源汽车市场的爆发式增长也催生了回收行业的新蓝海。 工信部数据显示，截至2017年底，动力电池累计组装量约86.9GWh。 预计2020年新能源汽车销量将达到200万辆，纯电动汽车占比将达到56%。 按新能源商用车动力电池使用寿命为2-3年、乘用车动力电池使用寿命为5-6年计算，预计2020年我国动力电池回收市场规模将达到107亿元左右，其中回收市场约43亿元，梯级利用市场约64亿元。
动力电池回收的主要产物是电池正极、负极、隔膜和电解液中的大量贵金属。 三元电池中，主要是钴、锂、镍、锰等，价值最高、利润最高。 以三元523电池为例，每吨三元电池的镍、钴、锰、锂含量分别约为96公斤、48公斤、32公斤和19公斤。 据第一财经统计，近期钴报价45万元/吨，金属镍报价10万元/吨，金属锰报价1.7万元/吨，碳酸铁锂也处于7.7万元高位元/吨。 由此看来，动力电池中重金属的回收将带来可观的利润。
随着高能量密度三元电池需求不断增加，下游市场对镍、钴、锰、锂等原材料的需求也将趋紧。 因此，回收废旧锂电池，提取镍、钴、锰、锂等贵金属进行回收利用，是规避上游原材料稀缺和价格波动风险的有效途径。 不仅有利于资源的可持续开发，而且带来的经济效益也非常显着。
国内外回收企业相比，起步较晚但发展势头强劲
电池回收企业方面，美国、加拿大的Toxco、德国的AG、日本的东芝等都可以大规模回收动力电池。 其中Toxco具有更全面的回收性能，可以处理不同类型和化学性质的锂电池。 与国外企业相比，中国起步较晚，但发展势头强劲。 目前，我国电池回收企业不足50家，能够达到相应技术标准和产业规模的企业就更少了。 少数企业中，格林美、赣州豪鹏、邦普形成三足鼎立的局面，合计占据电池回收市场90%的份额。
图3 全球锂电池回收行业技术对比
在回收技术方面，我国与国外的技术方法也存在较大差异。 该公司主要采用干法工艺在电弧炉中进行高温处理。 Toxco主要采用湿法工艺，首先在-198℃液氮下破碎回收废旧锂离子电池。 在德国，通常采用湿法和干法相结合的工艺。 通过“预处理-真空热处理-机械处理-阻断-火法-湿法”的工艺流程在不同的加工阶段回收材料。 国内格林美、邦普等公司普遍采用湿法工艺为主，干法工艺相结合的方法。 协助回收。
此外，针对行业痛点，我国电池回收企业提出了退役电池筛选检测的健康指标评估，在设计生产、拆解、包装、运输、储存、剩余能量检测等阶段制定动力电池的拆解、梯级利用、回收。 相应的标准体系为动力电池回收规模化、市场化、标准化指明了方向。
技术团队持续探索三元材料镍钴锰，回收率达99%以上
目前，我国三元材料电池回收工艺主要采用干法、湿法和生物回收。 其中湿法是目前主要工艺，回收率高，可以对贵金属进行定向回收； 干法一般作为湿法的配套工艺。 ，主要用于金属的预处理； 而生物回收还处于起步阶段，技术发展还不成熟，尚未实现商业化。
关于三元材料的回收工艺，我国的技术团队正在不断探索和探索更先进的方法，以在技术水平上赶上国外公司。 兰州大学王大辉教授对传统湿法冶金工艺进行改进，采用“低温焙烧-水溶-再制造”的短流程技术，简化湿法工艺路线，降低能耗，减少硫酸用量，减少酸用量污染，可节省成本5000元/吨。
北京工业大学奚晓丽教授介绍了一种半自动拆解回收工艺，通过“拆解-烘烤-破碎-振动筛（正负极）”实现材料回收。 该工艺中，采用酸性浸出“化合-沉淀”法获得铁，对于锰、铜金属，采用电沉积和吸附法回收镍、锂。 钴回收首先用草酸沉淀，然后进行结构修复，得到性能与原矿产品相当的回收产品； 奚老师研究的三元正极材料镍、钴、锰等有价金属浸出率达到99%以上。 将镍、钴正极材料酸浸去除杂质，然后共沉淀得到前驱体，然后煅烧得到再生正极材料。
中南大学叶红旗教授还研发出高锰镍钴废料分离回收新工艺。 不仅适用于三元电池材料镍钴锰的回收，还适用于PTA催化剂废料、人造金刚石催化剂废料、苯乙酸催化剂废料、高锰镍钴矿、锰钴渣等。该方法在保证镍、钴回收率的同时，有效分离回收锰，使锰、钴得到有效回收。 同时，该方法具有加工成本低、操作简单、湿法工艺流程短、对设备无特殊要求、材料可回收、工艺环保等特点。 对于这个项目，叶红旗教授也期待与业内专家和企业进行交流与合作，共同推动项目的实施和推广。
结论
在新能源汽车和动力电池产业快速发展的带动下，预计2020年我国电池回收市场将达到数百亿元。技术突破和工艺创新也推动电池回收行业向自动化、高效化转型。 新时代，在技术支撑下，三元电池镍钴锰回收率可达99%以上，锂资源回收率可达60%以上。 同时，镍、钴、锰等贵金属回收行业的进展也将推动我国资源可持续发展战略的实施，为新能源汽车和锂电池产业的进步提供进一步动力。