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誰來爭搶鋰電回收市場蛋糕?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年06月22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,根據國務院發布的《節能與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電池行業也駛入快車道,據權威數據顯示,2016年中國汽車動力電池產量30.8GWh,同比增長82%。

動力電池是新能源汽車的核心,在電池產量日益增加、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,那就是關于廢舊鋰電池的回收。有數據統計,2016年我國動力電池的報廢量累計約為2-4萬噸,預計到2018年中國累計廢舊動力電池將達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年廢舊動力鋰電池市場規模將達250億元。

未來,廢舊動力鋰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電池的保有量日益增加,也因為構成鋰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,將會對環境產生很大影響。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,動力鋰電池的回收是十分必要的。

目前,動力電池回收主要采用兩種方式: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,內阻增加等。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,日本企業算是先行者,包括日產和住友合資的4REnergy、SHARP、NEC等企業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,有的主要面向電力公司,有的主要面向家庭。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提供電力。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。電力企業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的鋰電池,出廠時容量為24kWh,降到70%還能存儲16.8kWh,這樣的電池如果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。

我國早已開始實施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。日本企業的做法,為我們今后在實現動力鋰電池二次利用方面提供了很好的經驗。

二、拆解回收

目前拆解回收的處理方法主要有以下四種:

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電池的回收,但是成本較高,并且廢液需要進一步處理,否則也會產生環境污染。

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12月1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企業、電池生產企業、回收拆解企業與綜合利用企業等通過多種形式,合作共建、共用廢舊動力蓄電池回收利用網絡。

面對鋰電池回收巨大的市場誘惑,以及電池產業鏈企業所必須承擔的社會責任,越來越多的國內企業開始著手進行布局動力電池回收領域。目前已開展動力電池回收的企業主要有深圳格林美、邦浦循環科技、贛鋒鋰業等。

中航鋰電已建成一條自動化鋰動力電池拆解回收示范線,該示范線可對鋰動力電池中的有價值材料進行最大化回收,其中銅鋁金屬回收率高達98%,正極材料回收率超過90%。這項技術處于國際領先水平,被評為2016河南省重大專項并于近日獲得600萬元專項資金支持。此外,很多動力電池生產企業也已開始著手電池回收方面的技術、設備引進工作。

盡管如此,動力鋰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,還需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,以及整車及動力電池企業的積極介入,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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