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前景廣闊 誰來爭搶鋰電回收市場蛋糕?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年01月12日  

新能源汽車產業進入了快速成長期,整車產量逐年快速攀升,根據國務院公布的《節能和新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》要求,到2020年,我國純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量要超過500萬輛。受下游整車市場需求的帶動,處于產業鏈上游的動力鋰電池行業也駛入快車道,據權威數據顯示,2016年我國汽車動力鋰電池產量30.8GWh,同比上升82%。


動力鋰電池是新能源汽車的核心,在電池產量日益新增、產品大量投放市場的同時,一個不容忽視的問題已經迫切擺在我們面前,那就是有關廢舊鋰離子電池的回收。有數據統計,2016年我國動力鋰電池的報廢量累計約為2-4萬噸,預計到2018年我國累計廢舊動力鋰電池將達12.08GWH,累計報廢量將達到17.25萬噸。根據測算,2018年對應的從廢舊動力鋰離子電池中回收鈷、鎳、錳、鋰、鐵和鋁等金屬所創造的回收市場規模將達到53.23億元,2020年這一市場可達101億元,而到2023年廢舊動力鋰離子電池市場規模將達250億元。


2016-2023年動力鋰離子電池回收市場規模(億元)


未來,廢舊動力鋰離子電池的回收將會形成一個十分龐大的市場。這不僅僅是因為動力鋰離子電池的保有量日益新增,也因為構成鋰離子電池的成分和結構較為復雜,包括鋼/鋁殼、鋁集流體正極負載鈷酸鋰/磷酸鐵鋰/鎳鈷錳酸鋰等、銅/鎳/鋼集流體負載碳、聚烯烴多孔隔膜、六氟磷酸鋰/高氯酸鋰的碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯溶液等,如不加以回收,將會對環境出現很大影響。而回收后,通過技術提取,很多材料還可以被再次利用。出于環保和資源再利用方面的考慮,動力鋰離子電池的回收是十分必要的。


目前,動力鋰電池回收重要采用兩種方式:一種方式是進行二次利用,即針對沒有報廢只是容量下降無法被電動汽車繼續使用的電池,采取將電池組拆包的方法,對模塊進行測試篩選,再將可用的電池重新組裝利用,如應用到儲能領域等;另一種方式是對已經報廢的動力鋰電池進行拆解,回收可用材料并進行再利用。


一、二次利用


當前階段,電動汽車動力鋰電池使用壽命的終點是以初始容量的80%來規定的。也就是說當車輛跑了5到10年,動力鋰電池即將報廢時,其實電池還是可以使用的,只不過電池的性能出現了一定的下降,如容量減少,內阻新增等。目前比較常見的處理方法是把這些報廢電池繼續利用,在發電廠(配合風能或太陽能發電使用效果更佳)作為儲能裝置使用,可以繼續用來削峰填谷,抑制噪聲等。


將報廢的鋰離子電池用來組建用于太陽能發電、風力發電的蓄電系統,是當前比較熱門的應用方向之一。在這方面,日本公司算是先行者,包括日產和住友合資的4REnergy、SHARp、NEC等公司在內的多家日本公司,都在進行這種蓄電系統的研發和應用,有的重要面向電力公司,有的重要面向家庭。下圖即是蓄電系統應用在家庭住宅的一個例子。


之所以選擇將報廢電池應用于太陽能發電和風力發電的蓄電系統,是因為太陽能發電和風力發電受天氣因素影響較大,不太容易持續穩定地供應電力。以太陽能發電為例,陽光充足的時候太陽能電池板能輸出很大的功率,但是晚上或是陰雨天的時候,輸出功率就會非常微小。電力公司通常不會把這種可能劇烈波動的電力直接連入電網,而是先儲存到蓄電系統,再由蓄電系統對外輸出穩定的電力。


我們以日產Leaf的做法為例,日產在Leaf的電池容量降到70%的時候就將其"報廢"。Leaf的鋰離子電池,出廠時容量為24kWh,降到70%還能存儲16.8kWh,這樣的電池假如直接拿去拆解未免過于浪費,而其剩余的儲能空間基本能夠滿足蓄電系統的要求,從而很好的實現了二次應用的價值。


我國早已開始實行風能和光伏的綜合利用,在蓄電系統建設和應用方面有著巨大的市場空間。日本公司的做法,為我們今后在實現動力鋰離子電池二次利用方面供應了很好的相關經驗。


二、拆解回收


目前拆解回收的處理方法重要有以下四種:


高溫冶金法:用高溫焙燒經簡單機械破碎的鋰離子電池,篩分得到含有金屬和金屬氧化物的細粉體。高溫冶金法的工藝相對簡單,適合大規模處理,但是電池電解質和其它成分燃燒易引起大氣污染。


濕法冶金法:將廢棄電池破碎后,用合適的化學試劑選擇性溶解,分離浸出液中的金屬元素。濕法冶金法的工藝穩定性好,適合中小規模廢舊鋰離子電池的回收,但是成本較高,并且廢液要進一步處理,否則也會出現環境污染。


物理拆解:將電池經破碎、過篩、磁選分離、精細粉碎和分類后得到高含量物質,再進行下一步回收的過程。物理拆解法的工藝十分環保,不會對環境造成二次污染,但是其處理效率低并且耗時長。


聯合回收工藝:通過優化,采用聯合回收工藝的方法,發揮各種基本工藝的優點,盡可能提高回收的經濟效益。


工信部2016年十二月一日組織編制了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》(征求意見稿)。意見稿鼓勵汽車生產公司、電池生產公司、回收拆解公司和綜合利用公司等通過多種形式,合作共建、共用廢舊動力蓄電池回收利用網絡。


動力鋰離子電池回收在我國還處于剛剛起步的階段,在合理布局建設電池回收市場、完善回收網絡、提高正規渠道回收效率等方面,還要各級政府給予更大的扶持力度。隨著環保和資源循環利用意識的不斷加強,以及整車及動力鋰電池公司的積極介入,我國的電池回收產業終將會循著健康有序的良性軌道發展。


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