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文檔簡介
PAGE11《廢棄電池化學品回收利用評價技術規(guī)范》國家標準編制說明(征求意見稿)標準編制組2025年5月6日
制定《廢棄電池化學品回收利用評價技術規(guī)范》國家標準編制說明(征求意見稿)一、工作簡況(一)任務來源根據(jù)國家標準化管理委員會國標委發(fā)[2024]16號文《關于下達2024年第一批推薦性國家標準計劃及相關標準外文版計劃的通知》的要求,于2025年9月25日前完成《廢棄電池化學品回收利用評價技術規(guī)范》國家標準制定工作,計劃編號:20240495-T-606。本標準由全國廢棄化學品處置標準化技術委員會(SAC/TC294)歸口(以下簡稱化處標委)。(二)制定背景1、廢棄電池行業(yè)基本情況1.1新能源汽車及動力電池行業(yè)發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)是我國國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),是“十三五”、“十四五”政府產(chǎn)業(yè)支持發(fā)展的重點,承載著我國汽車工業(yè)實現(xiàn)從“汽車大國”到“汽車強國”的重要使命,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)已進入快速發(fā)展期。中國新能源汽車銷量從2012年開始大幅增長,產(chǎn)量從1.25萬輛增長到2018年的122.07萬輛,復合增長率達到114%。2017年,動力電池出貨量首次超過數(shù)碼電池,成為鋰電池消費結構中占比最大的領域。隨著新能源汽車市場規(guī)模的擴大,帶動鋰離子電池上下游市場的蓬勃發(fā)展。2013年前,我國新能源汽車相關企業(yè)年均注冊量不足3千家,隨著國家政策和市場導向的雙驅動下,大量資本入局,新能源汽車領域的企業(yè)注冊量飛速增長;2018年注冊量達到頂峰,注冊量為4.9萬家,較2013年上升了1084%;截止2020年8月,我國新能源汽車相關企業(yè)現(xiàn)存20萬余家。退役動力電池處理處置和回收利用作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán),始終是業(yè)界關注的焦點。1.2廢電池報廢情況中國電池回收行業(yè)起步較晚,目前仍處于發(fā)展初期,2009~2010年之前投入的鋰離子電池主要應用于3C數(shù)碼領域,由于技術、品質較差,早已經(jīng)退役。其中多數(shù)電池由傳統(tǒng)的鎳氫、鎳鎘電池回收企業(yè)進行回收處理。中國的新能源汽車行業(yè)自2014年進入快速發(fā)展期,新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈牽動著動力電池行業(yè)的發(fā)展,鋰離子電池固有的使用循環(huán)壽命為1000~2000次,隨著時間的推移,鋰離子電池報廢量逐年增加。2019年我國動力電池報廢量為13.8萬噸,3C數(shù)碼電池電池報廢量為20.8萬噸;2020年我國動力電池的總報廢量為24.2萬噸,3C數(shù)碼電池報廢量24.8萬噸;我國電池報廢量及動力電池報廢量預測情況見圖1和圖2。根據(jù)近幾年電池產(chǎn)量和新能源汽車的裝機容量情況,結合電池使用壽命,由于數(shù)碼電子產(chǎn)品更新?lián)Q代較快,數(shù)碼鋰電池的報廢量仍將保持較快的增長速度,隨著動力電池規(guī)模不斷擴大及動力電池發(fā)展周期的加長,動力電池報廢量會快速增加,且隨著電池產(chǎn)量的增加,報廢量會持續(xù)增大,未來動力電池報廢量將以強勁的上漲幅度超過3C數(shù)碼電池的報廢量。到2025年,預計僅動力電池報廢量將超過40萬噸。圖1電池報廢量圖2動力電池報廢量預測1.3廢電池處理處置企業(yè)情況2018年工信部發(fā)布《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(第一批),共有五家企業(yè)入選,分別是湖南邦普循環(huán)科技有限公司、荊門市格林美新材料有限公司、贛州市豪鵬科技有限公司、衢州華友鈷新材料有限公司和廣東光華科技股份有限公司,同時全國范圍內(nèi)還存在幾十上百家的廢舊電池回收利用企業(yè)。廣東省工信廳發(fā)布《廣東省新能源汽車動力蓄電池回收利用試點企業(yè)名單(第一批)》公布了動力電池、新能源汽車、報廢汽車回收拆解、動力蓄電池綜合利用和相關研究機構及行業(yè)組織的45家單位。2020年12月16日,工信部發(fā)布符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》及相關公告管理辦法的第二批“白名單企業(yè)”共計22家,包括梯次利用和再生利用企業(yè)。2015年之前,廢電池處理處置或回收企業(yè)全國數(shù)量不超過20家,2019年相關企業(yè)的注冊量達到63家,較2018年同比上升75%,根據(jù)政府公開數(shù)據(jù)顯示,截止2020年8月我國共有208家動力電池回收相關企業(yè)。從地域上來看,國內(nèi)涉及“動力電池回收”的企業(yè)數(shù)量最多的省份是湖南省,共有69家企業(yè),占全國范圍內(nèi)的33%,其次廣東、江西、安徽、江蘇的電池回收企業(yè)分列第2至第5。2、制標的目的和意義2.1落實國家循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展政策2021年7月1日,發(fā)改委印發(fā)的《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》中提到:完善循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展評價指標體系,健全循環(huán)經(jīng)濟評價制度,鼓勵開展第三方評價。并將“廢舊動力電池循環(huán)利用行動”列為重點工程與行動之一。2021年10月24日,國務院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》中提到:健全資源循環(huán)利用體系,推進退役動力電池等新興產(chǎn)業(yè)廢物循環(huán)利用。加強資源再生產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品推廣應用。2021年11月15月,工信部印發(fā)的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》中提到:實施工業(yè)固體廢物資源綜合利用評價。2022年1月27日,工信部、發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部等八部委聯(lián)合印發(fā)的《關于加快推動工業(yè)資源綜合利用的實施方案》中提到:加快推進工業(yè)資源綜合利用產(chǎn)品、評價、檢測等標準制修訂,強化與下游應用領域標準間的銜接。因此,提出制定《廢棄電池化學品回收利用評價技術規(guī)范》標準,通過“以評促用”,推動對廢棄電池化學品資源的應用盡用,符合國家政策導向。2.2促進廢舊電池資源回收利用隨著新能源汽車、儲能、3C消費電子領域的發(fā)展,帶動了對鋰離子電池的需求,據(jù)工信部數(shù)據(jù),2021年全國鋰離子電池產(chǎn)量324GWh,同比增長106%。但當鋰離子電池使用3~8年左右,就面臨著退役的問題,因此每年將產(chǎn)生一定量的廢舊鋰電池。據(jù)商務部數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2019年我國廢電池(不含鉛酸電池)回收量為23.6萬噸,2020年我國廢電池(不含鉛酸電池)回收數(shù)量約為27.4萬噸,同比增長16.1%。據(jù)中汽中心數(shù)據(jù),2018~2020年,全國累計報廢動力型鋰電池達到12萬~20萬噸;預計到2025年,動力型鋰電池年報廢量將達35萬噸。由于鋰離子電池中含有電解液、粘結劑、重金屬等有害物質,如果直接進行填埋或焚燒處理,將會造成嚴重的環(huán)境污染。廢棄電池中含有豐富的鎳、鈷、錳、磷、鐵、銅、鋁、鋰等有價元素,具有較高的回收價值,對廢電池進行處理處置不僅能回收這些有價元素,而且能減少廢電池對環(huán)境的危害。特別是近期鎳、鈷、鋰資源的市場成交價呈現(xiàn)“非理性”暴漲,也增加企業(yè)對未來原料供應鏈安全的擔憂。因此,不少企業(yè)已將目光投向對廢棄電池化學品資源的回收利用。通過廢棄電池化學品的回收利用,形成“生產(chǎn)—使用—回收—再生利用”的閉環(huán)運行模式,不僅可以回收電池中鎳、鈷、鋰等有價金屬,還可以減少環(huán)境危害。2.3完善現(xiàn)有電池回收利用標準體系我國在《汽車產(chǎn)品生產(chǎn)者責任延伸試點實施方案》中已提出目標:到2023年,報廢汽車再生資源綜合利用率達到75%,汽車重點部件的再生原料利用比例不低于5%。在國際上,歐盟聚焦電池產(chǎn)業(yè)也提出了一系列的舉措,而《歐盟電池與廢電池法規(guī)》是其中之一。通過《歐盟電池與廢電池法規(guī)》的立法,歐盟對廢電池回收率、再生料使用率等指標做出明確規(guī)定,相關指標由電池生產(chǎn)商以標識等方式進行披露。受奔馳、寶馬、大眾等歐盟外資整車企業(yè)以及國內(nèi)動力電池生產(chǎn)企業(yè)的推動,基于負責任供應鏈和生產(chǎn)者責任延伸,要求廢棄電池化學品回收利用企業(yè)提供回收率、再生料利用率等回收利用指標證明,并開展對標工作,以證明回收利用水平的先進性。然而目前并無廢棄電池化學品回收利用水平的評價標準,電池回收利用企業(yè)無法委托第三方機構開具證明,導致無法體現(xiàn)其真實回收利用水平。通過本標準的研制,旨在通過全生命周期管理理念,制定廢棄電池化學品回收利用相關指標開展評價,摸底我國目前的廢棄電池化學品資源回收利用水平,同時推動再生料在下游正極材料生產(chǎn)行業(yè)的利用,助力行業(yè)綠色低碳發(fā)展。(三)起草過程1、起草階段(2024.4~2025.3)1.1起草工作組廣東邦普循環(huán)科技有限公司、中海油天津化工研究設計院有限公司等。1.2分工情況天津院的趙美敬主要負責標準制定工作總體協(xié)調及資料收集、編寫文獻小結、組織召開標準工作會議、核算邊界匯總、標準意見統(tǒng)計、編寫標準各階段草案、編制說明及相關附件等工作。其他單位的×××主要負責提供標準方案、提供各單位的工藝流程及核算邊界、參加工作會議討論、對標準過程稿件提出修改意見等。1.3調查研究過程化處標委接到上級部門下達的制定《廢棄電池化學品回收利用評價技術規(guī)范》國家標準計劃后,首先查閱了國內(nèi)外標準及有關技術資料,并廣泛征求對制定標準工作的意見,組成了標準起草小組。標準起草小組對調查情況進行匯總,完成了制定本標準的討論稿。起草小組于2024年7月在天津市召開了制定標準工作方案會。會上起草單位和相關代表針對標準討論稿進行了認真仔細的討論,并提出標準修改意見。1.4標準預審會起草工作組根據(jù)標準工作方案會的意見對標準討論稿進行修改,提出了標準預審稿,并于2025年3月在天津市召開了標準預審會,會上起草單位和相關代表針對標準預審稿進行了認真仔細的討論,并提出標準修改意見征求意見階段(2025.5~2025.7)2.1廣泛征求意見在起草階段工作基礎上,由負責起草單位提出標準草案征求意見稿及編制說明。于2025年5月初經(jīng)化處標委將征求意見稿及編制說明在國家標準制修訂工作管理系統(tǒng)公開征求意見。同時化處標委(SAC/TC294)也將標準稿件發(fā)送至委員單位及各相關單位開展征求意見工作。2.2意見的反饋與處理發(fā)送征求意見稿的單位數(shù)××個,收到征求意見稿后回函單位數(shù)××個,收到征求意見稿后回函并有建議或意見的單位數(shù)××個,沒有回函的單位數(shù)××個。對收到的意見全部進行處理,處理意見詳見意見匯總處理表。3、送審前工作組討論會(2025.5月底)4、審查階段(2025.8)5、報批階段(2025.9)二、國家標準編制原則、主要內(nèi)容及確定依據(jù)國家標準編制原則1、貫徹國家的有關方針、政策、法律、法規(guī);2、有利于合理開發(fā)和利用國家資源,推廣科學技術成果;3、積極采用國際標準和國外先進標準,促進對外經(jīng)濟技術合作與對外貿(mào)易的發(fā)展;4、保障安全和人民的身體健康,保護環(huán)境;5、充分考慮使用要求,維護消費者的利益;6、技術先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、協(xié)調配套。標準體系本標準在廢棄化學品處置標準體系中的位置:體系類目名稱:廢棄電池化學品處理處置方法體系類目編號:01-294-03-02-05。確定國家標準主要內(nèi)容的論據(jù)1、國內(nèi)外標準情況根據(jù)GB/T34695《廢棄電池化學品處理處置術語》中的定義,廢棄電池化學品為“在電池生產(chǎn)、運輸、貯存、使用過程中產(chǎn)生的不合格產(chǎn)品、報廢產(chǎn)品、過期產(chǎn)品,以及電池在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢元(器)件、廢零(部)件和材料廢棄物等?!蹦軌蚝w目前主流的電池產(chǎn)品,結合目前國內(nèi)外的技術研究情況分析:2023年6月,歐盟通過了《歐盟電池與廢電池法規(guī)》的立法,在廢電池回收率和再生料使用率等回收利用指標方面做出了明確要求,將對我國出口到歐盟的鋰離子電池產(chǎn)品產(chǎn)生極大的沖擊。同時,國際環(huán)保認證機構管制聯(lián)盟于2008年首次發(fā)布了全球回收標準GlobalRecycledStandard(GRS),此標準適用于希望擁有描述再生原料在其最終產(chǎn)品中含量聲明的公司,包括對環(huán)境保護、可追溯、再生標志、社會責任和一般原則五大方面的要求。現(xiàn)階段主要應用于紡織產(chǎn)業(yè),并逐漸往其它工業(yè)產(chǎn)業(yè)延伸。目前,我國已發(fā)布與廢棄電池化學品回收利用相關標準匯總見表1:表1我國已發(fā)布與廢棄電池化學品回收利用相關標準匯總標準名稱范圍規(guī)定內(nèi)容GB/T33598.2-2020車用動力電池回收利用再生利用第2部分:材料回收要求適用于車用鋰離子動力蓄電池和鎳氫動力蓄電池單體的材料回收。按照回收處理的不同階段(電池單體到破碎分選階段、電池單體到金屬純化液階段)給出鋰電池及鎳氫電池的元素回收率或綜合回收率及計算方法。GB/T44132-2024車用動力電池回收利用通用要求適用于鋰離子動力蓄電池和鎳氫動力蓄電池的回收利用,其他類型電池的回收利用參照執(zhí)行。動力蓄電池中再生鎳、鈷、鋰元素等再生材料和再生銅、鋁、石墨等其他再生材料使用率的計算公式。HG/T6124-2022廢棄鋰電池處理處置行業(yè)綠色工廠評價要求適用于廢棄鋰電池處理處置行業(yè)再生利用企業(yè)的綠色工廠評價。按照不同回收階段給出了廢舊鋰電池的金屬回收率。YS/T1174-2017廢舊電池破碎分選回收技術規(guī)范適用于濕法冶煉處理廢舊鋰離子電池和鎳氫電池(包括廢舊小型電池、動力蓄電池包、蓄電池模塊、單體電池)的破碎分選。鋰離子電池分選得到銅粉、鋁粉、鐵粉和電極材料粉,電極材料粉含有鎳、鈷錳中一種或多種元素。鎳氫電池分選得到鐵粉和電極材料粉,電極材料粉含有鎳、鈷、鑭、鈰、釹中的多種元素。給出了銅、鋁、鐵的回收率≥90%。鎳、鈷、錳的回收率≥98.5%。鑭、鈰、釹稀土元素的回收率≥95%。新能源汽車廢舊動力電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件(2024年本)本規(guī)范條件中的綜合利用是指對新能源汽車廢舊動力電池進行多層次、多用途的合理利用過程,主要包括梯次利用和再生利用。第三章第(三)條規(guī)定,破碎分離后的電極粉料回收率≥98%,雜質鋁含量<1.5%,雜質銅含量<1.5%,冶煉過程鋰回收率應≥90%,鎳、鈷、錳回收率≥98%。GB/T33059-2016鋰離子電池材料廢棄物回收利用的處理方法適用于鋰離子電池材料廢棄物中鎳、鈷、錳、銅、鋁的濕法回收處理方法。規(guī)定了不同工序的元素回收率、浸出率、去除率、損失率及計算公式。通過機械分離獲得銅、鋁回收率≥90%。利用濕法工藝處理后鎳、鈷回收率≥98%,錳回收率≥95%。GB/T33062-2016鎳氫電池材料廢棄物回收利用的處理方法適用于鎳氫電池材料廢棄物中鎳、銅、稀土的濕法回收處理方法。規(guī)定了不同工序的元素回收率、浸出率、去除率、損失率及計算公式。通過機械分離獲得銅回收率≥90%。采用堿性硫酸鹽沉淀浸出液中的稀土元素的回收率≥95%。采用萃取法分離提純鎳元素的回收率≥98%。GB/T19515-2023道路車輛可再利用率和可回收利用率要求及計算方法適用于新生產(chǎn)的M1類、N1類車輛,其他車輛參照執(zhí)行。整車可再利用率和可回收利用率的要求及計算方法。GB/T20862-2007產(chǎn)品可回收利用率計算方法導則適用于新生產(chǎn)的產(chǎn)品可回收利用率計算方法。新品的可回收利用率的計算方法。通過對上述標準進行分析,已發(fā)布的標準中,針對的主要是部分元素的回收率以及新產(chǎn)品的可回收利用率,對于各項回收利用指標評價要求方面均未做出明確的規(guī)定?;趪鴥?nèi)《汽車產(chǎn)品生產(chǎn)者責任延伸試點實施方案》、《新能源汽車廢舊動力電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件(2024年本)》,以及國際上《歐盟電池與廢電池法規(guī)》、《美國國家鋰電發(fā)展藍圖2021-2030》等政策法規(guī)對于鋰電池回收利用指標的要求,車企和電池廠將電池回收率、再生料利用率等指標傳遞到產(chǎn)業(yè)鏈末端的電池回收利用企業(yè)。然而目前并無廢棄電池化學品回收利用水平的評價標準,電池回收利用企業(yè)無法委托第三方機構開具證明,導致無法體現(xiàn)其真實回收利用水平。2、制標依據(jù)2.1現(xiàn)行的國家標準及參考文獻GB18597危險廢物貯存污染控制標準GB18599一般工業(yè)固體廢物貯存和填埋污染控制標準GB/T34695廢棄電池化學品處理處置術語參考文獻:新能源汽車廢舊動力電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件(2024年本)(中華人民共和國工業(yè)和信息化部公告2024年第42號)GB/T32326—2015工業(yè)固體廢物綜合利用技術評價導則GB/T32326—2015工業(yè)廢水處理與回用技術評價導則GB/T33598.2—2020車用動力電池回收利用再生利用第2部分:材料回收要求GB/T44132—2024車用動力電池回收利用通用要求HG/T6124—2022廢棄鋰電池處理處置行業(yè)綠色工廠評價要求YS/T1174—2017廢舊電池破碎分選回收技術規(guī)范2.2廢電池回收處理技術2018年1月,由工信部帶頭發(fā)行的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》中提出:對于達到衰減壽命的電池,應首先按照梯次利用,然后再生利用的原則,開展動力蓄電池的綜合利用。2.2.1梯次利用動力電池梯次利用是指動力電池在電動車上使用到能量衰減到80%時下降,然后通過對電池包拆解得到模組或單體電芯,進行再組裝,然后用于對電池性能要求低于電動車的領域,如低速車、自行車、儲能等領域。實現(xiàn)退役動力電池的梯次利用目前有以下優(yōu)點:①延長動力電池的使用周期,減少資源浪費;②利用剩余價值攤銷動力電池的綜合成本,降低產(chǎn)業(yè)鏈的成本。目前市場上的主要動力電池生產(chǎn)企業(yè)仍然生產(chǎn)磷酸鐵鋰與三元鋰動力電池為主,其中三元鋰生產(chǎn)量較大。磷酸鐵鋰具有良好的循環(huán)性,其電池容量衰減程度小于三元電池,三元電池循環(huán)次數(shù)在2500次左右時,電池容量衰減至80%,之后其相對容量將隨著循環(huán)次數(shù)增多呈現(xiàn)快速衰減趨勢。而磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命在3500次以上,部分可達到5000次以上,同時容量則隨循環(huán)次數(shù)增多而呈現(xiàn)緩慢衰減趨勢。同時,磷酸鐵鋰電池材料成分不含貴重金屬,進行資源化的價值較低,因此,磷酸鐵鋰電池具備較高的梯次利用價值,而三元電池因其富含多種有價金屬,適宜進行拆解回收及再生利用。目前梯次利用可應用于以下行業(yè):通信基站領域的儲能應用、電力系統(tǒng)領域的儲能應用、電動自行車蓄電池應用等。2.2.2再生利用廢電池再生利用是將廢電池中有價組分根據(jù)其各自的物理、化學性質,將其分離,整個回收過程通常包括預處理過程、有價金屬提取過程和產(chǎn)品制備過程。不能進行梯次利用的電池,通過物理或化學的方法進行冶煉,對電池中富含的有價金屬進行回收利用。再生利用工藝可分為火法處理和濕法處理兩種?;鸱ㄌ幚淼墓に囕^為簡單,通過高溫的作用下燒去易揮發(fā)組分,得到金屬合金產(chǎn)品,特點是能耗略高,產(chǎn)品合金純度較低;濕法處理技術流程較復雜,但具有工藝靈活,對環(huán)境污染小的優(yōu)點,已被國內(nèi)外研究者廣泛采用,也符合我國國情,需要大力推行和發(fā)展的廢電池回收領域技術。對廢動力電池回收與處理,目的是有效分離電池各組分,提取純化電池中的有價金屬,同時減小廢棄物對環(huán)境的污染。經(jīng)過預處理得到的電極材料通常采用火法或者濕法的方法對其中有價金屬元素進行提取回收?;鸱ㄟ^程將電極材料通過還原熔煉得到含Ni、Co合金,但是其中的有價金屬Li進入爐渣,不能夠得到回收利用。濕法過程是采用酸浸、萃取、沉淀、電化學等組合工藝實現(xiàn)電極材料中的各金屬組分分離回收。對于廢電池的回收處理,國內(nèi)外都已經(jīng)建立起不同的工業(yè)回收工藝。雖然每個回收工藝可能會有些差異,但采用的方法基本一致。國內(nèi)廢棄鋰電池的回收工藝以濕法為主,也結合了物理方法、熱處理及其組合工藝。目前,我國對于廢棄電池的回收處理過程包括了前端的物理回收(放電、拆解、熱解、破碎、分選),中端的濕法冶煉回收(浸出、除雜、提純等),終端的產(chǎn)品制備(三元前驅體、化工鹽等),整個回收工藝流程長、跨度大、所需設備實施多、占地廣、投資成本高。因此,不同的回收企業(yè)對廢舊電池進行分段式回收,再將中間品作為產(chǎn)品銷售到產(chǎn)業(yè)鏈的下一級企業(yè),以達到資源的綜合利用和產(chǎn)業(yè)鏈的全面發(fā)展。由此衍生出不同回收處理階段的企業(yè)以及不同的工藝和產(chǎn)品段,不同階段的典型的回收工藝流程參見圖3~圖5。圖3典型的回收工藝流程圖物理階段(處理階段:廢電池-精選電極材料粉)圖4典型的濕法回收工藝流程圖化學階段(處理階段:精選電極材料粉-鎳鈷錳金屬鹽純化液、鋰鹽)圖5典型的濕法回收工藝流程圖化學階段(處理階段:金屬鹽純化液-鎳鈷錳三元(復合)氫氧化物)目前國內(nèi)廢電池的回收主要以上述圖3~圖5工藝方法或組合工藝方法為主,同時也有企業(yè)針對磷酸鐵鋰電池和失去活性鋰元素的三元正極材料研制了較為節(jié)能環(huán)保的物理回收方法,其得到的修復電極材料粉可直接用于鋰電池制造,目前產(chǎn)品已在相對產(chǎn)品要求不太苛刻的儲能領域應用。其典型的回收工藝流程參見圖6。圖6典型的修復工藝流程圖物理+化學階段(處理階段:廢電池-修復電極材料粉)2023年我國新裝機的電動汽車中磷酸鐵鋰電池的占比高達67%,作為重要的廢舊鋰電池的種類,列舉磷酸鐵鋰電極材料粉回收流程見圖7。圖7典型磷酸鐵鋰電極粉回收工藝流程圖化學階段(處理階段:磷酸鐵鋰電級粉-磷酸鐵、鋰鹽)國家標準主要內(nèi)容1、范圍本標準規(guī)定了廢棄電池化學品回收利用技術評價的基本原則、評價指標體系、評價方法和評價程序。本標準適用于工業(yè)企業(yè)或有關部門對廢棄電池化學品回收利用技術的評價。主要針對鋰離子電池和鎳氫電池在生產(chǎn)和使用過程中產(chǎn)生的廢棄電池化學品回收利用技術的評價。2、術語GB/T34695《廢棄電池化學品處理處置術語》國標界定的及下列術語和定義適用于本標準。依據(jù)GB/T33598.2—2020《車用動力電池回收利用再生利用第2部分:材料回收要求》標準給出了元素回收率和綜合回收率的術語和定義。元素回收率:處理過程中回收利用的一種目標元素的質量之和占廢棄電池化學品所含目標元素質量之和的百分數(shù)。綜合回收率:處理過程中回收利用的多種目標元素的質量之和占廢棄電池化學品所含目標元素質量之和的百分數(shù)。3、基本原則3.1合規(guī)性原則合規(guī)性原則采取一票否決制,企業(yè)應全部滿足。從事廢棄電池化學品回收利用的企業(yè)應依法設立,在建設和實際生產(chǎn)過程中應遵守有關法律、法規(guī)、政策,并符合相關標準的要求。企業(yè)近三年(含成立不足三年)應無較大及以上安全事故和突發(fā)環(huán)境事件。企業(yè)應按照《危險化學品安全管理條例》的有關要求對危險化學品生產(chǎn)、進口、儲存、使用、經(jīng)營、運輸進行管理。應按照GB18597、GB18599等相關要求對固體廢物產(chǎn)生、收集、貯存、運輸及處置進行管理。再生原料中禁止混入易燃、易爆、放射性等危險化學品以及《國家危險廢物名錄》規(guī)定的廢物。再生材料應符合相關標準要求。3.2評價原則技術評價應科學、客觀、真實、全面反映技術應用的實際情況,并得到一致性較好的評價結果。多項技術評價應根據(jù)技術特點進行分類,對不同類型的技術制定適宜的評價指標,應具有較好的可比性和可操作性。廢棄電池化學品的回收利用宜采取當前最佳可行技術的技術路線,鼓勵企業(yè)開發(fā)新技術,確保回收利用過程中符合人體健康和環(huán)境污染相關標準要求,并避免污染物影響到處理過程中的其他物品。3.3指標選取原則評價指標應分為定性指標和定量指標,應涵蓋技術指標、環(huán)境指標、資源指標和經(jīng)濟指標等多個方面,指標間應相互聯(lián)系并相對獨立,避免交叉,指標應具有可操作性,統(tǒng)計計量方便,便于驗證。4、評價指標體系4.1指標構成評價指標體系分為一級指標和二級指標,其中一級指標包括技術指標、環(huán)境指標、資源指標和經(jīng)濟指標,二級指標是一級指標的細化。評價指標體系框架表見表2。表2評價指標體系框架表一級指標二級指標指標說明指標類型技術指標技術水平與國內(nèi)外同類技術相比,被評價技術所處的地位。如國際先進技術、政策鼓勵的最佳技術等通用指標(必選)技術成熟度已經(jīng)形成生產(chǎn)能力或達到實際應用的程度技術政策符合度運用的工藝設備有無國家禁用、淘汰技術,是否符合產(chǎn)業(yè)政策及相關規(guī)劃等實施及管理維護復雜程度運用的工藝設備實施難度、運行管理維護復雜程度環(huán)境指標工藝設備環(huán)保政策符合程度工藝設備是否符合國家環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策及污染排放標準等通用指標(必選)污染降低程度有無二次污染,是否降低廢物數(shù)量和毒性工業(yè)固體廢物安全處置率工業(yè)固體廢物安全處置率是否達到100%資源指標有價金屬/稀土等元素的回收率廢棄電池化學品經(jīng)處理后回收的鎳、鈷、錳、鋰、銅、鋁、稀土等元素的回收率通用指標(必選)經(jīng)濟指標技術產(chǎn)業(yè)化前景技術在未來資源化市場中的發(fā)展前景及潛力特征指標(備選)至少選1項再生元素的使用占比再生元素如鎳、鈷、鋰的使用占比4.2指標選取4.2.1技術指標屬于必選的定性指標,包括技術水平、技術成熟度、技術政策符合度、實施及管理維護復雜程度等,可以參考專家經(jīng)驗進行量化分析,表3給出了具體的量化方法。4.2.2環(huán)境指標屬于必選的定性指標,包括工藝設備政策符合程度、污染降低程度、工業(yè)固體廢物安全處置率等,可以參考專家經(jīng)驗進行量化分析,表3給出了具體的量化方法。4.2.3資源指標屬于必選的定量指標,包括有價金屬/稀土等元素的回收率等。根據(jù)回收利用各工藝階段不同,分別給出了鋰離子電池和鎳氫電池的有價金屬或稀土等元素的回收率。4.2.4經(jīng)濟指標屬于特征指標至少選1項進行評價,其中包括技術產(chǎn)業(yè)化前景、再生元素使用比例等。技術產(chǎn)業(yè)化前景屬于定性指標,可以參考專家經(jīng)驗進行量化分析,表3給出了具體的量化方法。再生元素使用比例屬于定量指標,根據(jù)回收利用各工藝階段不同,給出了鋰離子電池再生元素使用占比。5、評價方法5.1指標權重合規(guī)性原則采取一票否決制,應全部滿足。一級指標的權重之和應為1。每個一級指標下的二級指標權重之和應為1。一級指標的權重的系數(shù)分別為:技術指標20%,環(huán)境指標20%,資源指標30%,經(jīng)濟指標30%。二級指標的評價要求為分別計分,滿分為100分。5.2二級指標評價要求二級指標評價通常取待評價技術在統(tǒng)計報告期(一般以一個生產(chǎn)年度為一個統(tǒng)計報告期,成立不足一年的可根據(jù)實際情況調整)內(nèi)。二級指標為定性指標的,參考專家經(jīng)驗進行量化分析。本文件涉及的定性指標量化方法見表3。表3定性指標量化表指標定性指標量化分數(shù)0~2020~4040~6060~8080~100技術指標技術水平落后國內(nèi)一般國內(nèi)先進國際先進國際領先技術成熟度差較差一般較成熟很成熟技術政策符合度差較差一般符合完全符合實施及管理維護復雜程度實施維護復雜實施維護比較復雜實施維護中等實施維護比較容易實施維護容易環(huán)境指標工藝設備環(huán)保政策符合程度差較差一般較好好污染降低程度差較差一般較好好經(jīng)濟指標技術產(chǎn)業(yè)化前景市場潛力小,前景差市場潛力一般,前景一般有一定市場,前景中等有較大市場潛力,前景較好市場潛力巨大,前景廣闊5.3二級指標定量評價指標數(shù)據(jù)統(tǒng)計要求5.3.1回收利用技術基礎工藝主要分為3個階段:廢棄電池化學品-電極材料粉、電極材料粉-金屬純化液、金屬純化液-再生材料。工藝流程見圖8。圖8工藝流程5.3.2回收利用技術基礎工藝階段的技術評價表見表4~表6?;厥绽眉夹g若是組合工藝,應按照基礎工藝階段的指標要求計分,取其總分平均值。表4廢棄電池化學品—電極材料粉工藝階段技術評價表一級指標及權重二級指標二級指標及權重二級指標量化值二級指標分值一級指標得分技術指標20%技術水平25%見表325技術成熟度25%見表325技術政策符合度25%見表325實施及管理維護復雜程度25%見表325環(huán)境指標20%工藝設備環(huán)保政策符合程度40%見表340污染降低程度30%見表330工業(yè)固體廢物安全處置率30%100%30資源指標30%有價金屬/稀土等元素的回收率100%①銅、鋁、鋰≥90%②鎳、鈷、錳金屬元素≥98.5%③鑭、鈰、釹稀土元素≥95%(鋰離子電池應滿足①②的指標要求,鎳氫電池應滿足②③的指標要求)100回收率的數(shù)據(jù)來源:YS/T1174和HG/T6124(鋰的指標參考依據(jù))銅、鋁、鋰<90%鎳、鈷、錳金屬元素<98.5%鑭、鈰、釹稀土元素<95%(鋰離子電池應滿足①②的指標要求,鎳氫電池應滿足②③的指標要求)60經(jīng)濟指標30%技術產(chǎn)業(yè)化前景100%見表3100合計總分100分表5電極材料粉-金屬純化液工藝階段技術評價表一級指標及權重二級指標二級指標及權重二級指標量化值二級指標得分一級指標得分技術指標20%技術水平25%見表325技術成熟度25%見表325技術政策符合度25%見表325實施及管理維護復雜程度25%見表325環(huán)境指標20%工藝設備環(huán)保政策符合程度40%見表340污染降低程度30%見表330工業(yè)固體廢物安全處置率30%100%30資源指標30%有價金屬/稀土等元素的回收率100%鋰離子電池材料中鎳、鈷、錳的綜合回收率≥98%,鋰的回收率≥90%;鎳氫電池材料中鎳的回收率≥98%,稀土等其他元素的回收率≥95%。100回收率的數(shù)據(jù)來源:GB/T33598.2新能源汽車廢舊動力電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件(2024年本)鋰離子電池材料中鎳、鈷、錳的綜合回收率<98%,鋰的回收率<90%;鎳氫電池材料中鎳的回收率<98%,稀土等其他元素的回收率<95%。60經(jīng)濟指標30%技術產(chǎn)業(yè)化前景50%見表350SJ/T鋰離子電池回收利用鎳鈷錳酸鋰回收及修復再生元素使用占比(鋰離子電池)50%鎳、鋰≥9%鈷≥30%50合計總分100分表6金屬純化液-再生材料工藝階段技術評價表一級指標及權重二級指標二級指標及權重二級指標量化值二級指標得分一級指標得分技術指標20%技術水平25%見表325技術成熟度25%見表325技術政策符合度25%見表325實施及管理維護復雜程度25%見表325環(huán)境指標20%工藝設備環(huán)保政策符合程度40%見表340污染降低程度30%見表330工業(yè)固體廢物安全處置率30%100%30資源指標30%有價金屬回收率(鋰離子電池)100%鎳、鈷≥97%,錳≥92%100回收率的數(shù)據(jù)來源HG/T6124鎳、鈷<97%,錳<92%60經(jīng)濟指標30%技術產(chǎn)業(yè)化前景50%見表350SJ/T鋰離子電池回收利用鎳鈷錳酸鋰回收及修復再生元素使用占比(鋰離子電池)50%鎳、鋰≥6%鈷≥16%50合計總分100分5.4技術等級確定根據(jù)綜合評價結果,確定參評技術等級。評價等級分為先進、良好、一般、較差、差5個等級。技術評價等級表見表7。表7技術評價等級表序號評價得分評價等級190≤得分≤100先進275≤得分<90良好360≤得分<75一般450≤得分<60較差5得分<50差6、評價程序評價程序包括但不限于評價準備、預評價、評價和編寫評價報告,見圖9。圖9評價程序6.1評價準備企業(yè)提出評價需求并提交相關文件,文件類型和內(nèi)容包括但不限于:企業(yè)所處地理位置特點;處理工藝和設備;主要回收的金屬元素;環(huán)境影響評價報告;其他必要文件資料。組建專家評價小組,負責開展廢棄電池化學品回收利用技術評價工作。專家組一般不少于5人,專家組應包括熟悉所評價的技術領域,從事技術研發(fā)應用、工程設計、企業(yè)管理等各方面的專家。評價小組根據(jù)企業(yè)提供的統(tǒng)計報表和原始記錄開展實地調查和抽樣檢測等工作,確保數(shù)據(jù)完整和準確。6.2預評價預評價的程序如下:根據(jù)廢棄電池化學品的類別,對國內(nèi)外現(xiàn)有的回收利用技術進行分析總結,確定擬評價的若干技術。對上述各項技術進行簡易初選淘汰。主要考慮因素包括但不限于:技術能否達到預期的金屬回收率;是否在現(xiàn)有的場地、公用設施等條件或稍作改進即可實施;其他必要條件。評價小組組織企業(yè)領導、工程技術人員及相關專家進行討論,結合企業(yè)實際情況分出初步可行技術和不可行技術兩大類。初步可行技術供進一步評價。6.3評價對初步可行技術從技術指標、環(huán)境指標、資源指標和經(jīng)濟指標四個方面進行綜合評價。對評價計算結果進行分析,并開展專家評議,取得對評價結果認同的一致性。6.4編寫評價報告評價報告內(nèi)容包括但不限于:實施評價的組織;受評企業(yè)信息;評價依據(jù)、過程、內(nèi)容等;評價證據(jù)的核實情況,包括證明文件和數(shù)據(jù)真實性、計算方法、相關計量設備配置等;評價
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