鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:554次 | 2022年01月12日
前景廣闊 誰(shuí)來(lái)爭(zhēng)搶鋰電回收市場(chǎng)蛋糕?
新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了快速成長(zhǎng)期,整車(chē)產(chǎn)量逐年快速攀升,根據(jù)國(guó)務(wù)院公布的《節(jié)能和新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》要求,到2020年,我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)?yán)塾?jì)產(chǎn)銷(xiāo)量要超過(guò)500萬(wàn)輛。受下游整車(chē)市場(chǎng)需求的帶動(dòng),處于產(chǎn)業(yè)鏈上游的動(dòng)力鋰電池行業(yè)也駛?cè)肟燔?chē)道,據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示,2016年我國(guó)汽車(chē)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)量30.8GWh,同比上升82%。
動(dòng)力鋰電池是新能源汽車(chē)的核心,在電池產(chǎn)量日益新增、產(chǎn)品大量投放市場(chǎng)的同時(shí),一個(gè)不容忽視的問(wèn)題已經(jīng)迫切擺在我們面前,那就是有關(guān)廢舊鋰離子電池的回收。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2016年我國(guó)動(dòng)力鋰電池的報(bào)廢量累計(jì)約為2-4萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)到2018年我國(guó)累計(jì)廢舊動(dòng)力鋰電池將達(dá)12.08GWH,累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)到17.25萬(wàn)噸。根據(jù)測(cè)算,2018年對(duì)應(yīng)的從廢舊動(dòng)力鋰離子電池中回收鈷、鎳、錳、鋰、鐵和鋁等金屬所創(chuàng)造的回收市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到53.23億元,2020年這一市場(chǎng)可達(dá)101億元,而到2023年廢舊動(dòng)力鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)250億元。
2016-2023年動(dòng)力鋰離子電池回收市場(chǎng)規(guī)模(億元)
未來(lái),廢舊動(dòng)力鋰離子電池的回收將會(huì)形成一個(gè)十分龐大的市場(chǎng)。這不僅僅是因?yàn)閯?dòng)力鋰離子電池的保有量日益新增,也因?yàn)闃?gòu)成鋰離子電池的成分和結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,包括鋼/鋁殼、鋁集流體正極負(fù)載鈷酸鋰/磷酸鐵鋰/鎳鈷錳酸鋰等、銅/鎳/鋼集流體負(fù)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(huì)對(duì)環(huán)境出現(xiàn)很大影響。而回收后,通過(guò)技術(shù)提取,很多材料還可以被再次利用。出于環(huán)保和資源再利用方面的考慮,動(dòng)力鋰離子電池的回收是十分必要的。
目前,動(dòng)力鋰電池回收重要采用兩種方式:一種方式是進(jìn)行二次利用,即針對(duì)沒(méi)有報(bào)廢只是容量下降無(wú)法被電動(dòng)汽車(chē)?yán)^續(xù)使用的電池,采取將電池組拆包的方法,對(duì)模塊進(jìn)行測(cè)試篩選,再將可用的電池重新組裝利用,如應(yīng)用到儲(chǔ)能領(lǐng)域等;另一種方式是對(duì)已經(jīng)報(bào)廢的動(dòng)力鋰電池進(jìn)行拆解,回收可用材料并進(jìn)行再利用。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
一、二次利用
當(dāng)前階段,電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力鋰電池使用壽命的終點(diǎn)是以初始容量的80%來(lái)規(guī)定的。也就是說(shuō)當(dāng)車(chē)輛跑了5到10年,動(dòng)力鋰電池即將報(bào)廢時(shí),其實(shí)電池還是可以使用的,只不過(guò)電池的性能出現(xiàn)了一定的下降,如容量減少,內(nèi)阻新增等。目前比較常見(jiàn)的處理方法是把這些報(bào)廢電池繼續(xù)利用,在發(fā)電廠(配合風(fēng)能或太陽(yáng)能發(fā)電使用效果更佳)作為儲(chǔ)能裝置使用,可以繼續(xù)用來(lái)削峰填谷,抑制噪聲等。
將報(bào)廢的鋰離子電池用來(lái)組建用于太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電的蓄電系統(tǒng),是當(dāng)前比較熱門(mén)的應(yīng)用方向之一。在這方面,日本公司算是先行者,包括日產(chǎn)和住友合資的4REnergy、SHARp、NEC等公司在內(nèi)的多家日本公司,都在進(jìn)行這種蓄電系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)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(tǒng)應(yīng)用在家庭住宅的一個(gè)例子。
之所以選擇將報(bào)廢電池應(yīng)用于太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的蓄電系統(tǒng),是因?yàn)樘?yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電受天氣因素影響較大,不太容易持續(xù)穩(wěn)定地供應(yīng)電力。以太陽(yáng)能發(fā)電為例,陽(yáng)光充足的時(shí)候太陽(yáng)能電池板能輸出很大的功率,但是晚上或是陰雨天的時(shí)候,輸出功率就會(huì)非常微小。電力公司通常不會(huì)把這種可能劇烈波動(dòng)的電力直接連入電網(wǎng),而是先儲(chǔ)存到蓄電系統(tǒng),再由蓄電系統(tǒng)對(duì)外輸出穩(wěn)定的電力。
我們以日產(chǎn)Leaf的做法為例,日產(chǎn)在Leaf的電池容量降到70%的時(shí)候就將其"報(bào)廢"。Leaf的鋰離子電池,出廠時(shí)容量為24kWh,降到70%還能存儲(chǔ)16.8kWh,這樣的電池假如直接拿去拆解未免過(guò)于浪費(fèi),而其剩余的儲(chǔ)能空間基本能夠滿(mǎn)足蓄電系統(tǒng)的要求,從而很好的實(shí)現(xiàn)了二次應(yīng)用的價(jià)值。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
我國(guó)早已開(kāi)始實(shí)行風(fēng)能和光伏的綜合利用,在蓄電系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用方面有著巨大的市場(chǎng)空間。日本公司的做法,為我們今后在實(shí)現(xiàn)動(dòng)力鋰離子電池二次利用方面供應(yīng)了很好的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。
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(jīng)簡(jiǎn)單機(jī)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(xì)粉體。高溫冶金法的工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,適合大規(guī)模處理,但是電池電解質(zhì)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(xué)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(wěn)定性好,適合中小規(guī)模廢舊鋰離子電池的回收,但是成本較高,并且廢液要進(jìn)一步處理,否則也會(huì)出現(xiàn)環(huán)境污染。
物理拆解:將電池經(jīng)破碎、過(guò)篩、磁選分離、精細(xì)粉碎和分類(lèi)后得到高含量物質(zhì),再進(jìn)行下一步回收的過(guò)程。物理拆解法的工藝十分環(huán)保,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染,但是其處理效率低并且耗時(shí)長(zhǎng)。
聯(lián)合回收工藝:通過(guò)優(yōu)化,采用聯(lián)合回收工藝的方法,發(fā)揮各種基本工藝的優(yōu)點(diǎn),盡可能提高回收的經(jīng)濟(jì)效益。
工信部2016年十二月一日組織編制了《新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》(征求意見(jiàn)稿)。意見(jiàn)稿鼓勵(lì)汽車(chē)生產(chǎn)公司、電池生產(chǎn)公司、回收拆解公司和綜合利用公司等通過(guò)多種形式,合作共建、共用廢舊動(dòng)力蓄電池回收利用網(wǎng)絡(luò)。
動(dòng)力鋰離子電池回收在我國(guó)還處于剛剛起步的階段,在合理布局建設(shè)電池回收市場(chǎng)、完善回收網(wǎng)絡(luò)、提高正規(guī)渠道回收效率等方面,還要各級(jí)政府給予更大的扶持力度。隨著環(huán)保和資源循環(huán)利用意識(shí)的不斷加強(qiáng),以及整車(chē)及動(dòng)力鋰電池公司的積極介入,我國(guó)的電池回收產(chǎn)業(yè)終將會(huì)循著健康有序的良性軌道發(fā)展。