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    電池回收正迎風口,回收難度如何,現今技術狀況怎樣?

    發布日期: 2022-08-11
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    “未來五年,動力電池平均每年有近30GWh退役,預計到2026年累計退役量超過142.2GWh。2022年至2026年,動力電池企業累計退役量將達90GWh。”在2022世界動力電池大會上,中國工業節能與清潔生產協會新能源電池回收利用專業委員會副主任兼秘書長王震坡列出的一組數據讓不少企業倍感 “興奮”。 



    近年來,隨著新能源汽車市場的火熱,被稱為動力電池市場 “最后一公里”的回收市場也被視為一片新 “藍海”。電池廠商、下游車企、上游的電池材料公司和鋰礦企業紛紛入局,但隨著 “蛋糕”不斷做大,市場機制不成熟、回收體系尚不健全等問題也逐漸涌現出來。 萬億級的動力電池市場,是否真的能催生出千億級動力電池回收市場?



    1、電池回收“蟄伏”多年,政策不斷加碼


    《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》對廢舊動力蓄電池綜合利用做了明確的規定。綜合利用應遵循先梯次利用后再生利用的原則,提高綜合利用水平。梯次利用是指對廢舊動力蓄電池進行必要的檢測、分類、拆分、電池修復或重組為梯次利用電池產品,使其可應用至其他領域的過程。再生利用是指對廢舊動力蓄電池進行拆解、破碎、分選、材料修復或冶煉等處理,進行資源化利用的過程。



    動力電池回收以后,需要對其剩余容量進行檢測,判斷其適用場景。一輛新能源汽車的電池包約500公斤,電池組有幾十件。剩余儲能效率較高的電池可以用于一些如外賣、快遞行業使用的電動單車等低速車場景;儲能效率稍低的可以做成儲能電池,作為備用電源用于數據中心以及電信天線領域。對于剩余容量40%以下的動力電池,可以用作原材料回收。這類電池使用鋰電池回收處理設備,通過破碎分選,從中提取鎳、鈷、錳等金屬資源。我們的動力電池綜合回收利用效率已超過95%。


     

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    根據相關政策,鋰電池產業鏈正在不遺余力地推動動力電池回收產業配套體系建設,而鋰電池回收處理設備就是其中關鍵的一環。鋰電池回收處理設備,鋰電池回收再利用設備采用物理回收工藝,分為自動化拆解和回收再制造兩個環節。自動化拆解是將廢舊鋰離子電池通過放電、拆解得到的電池內金屬資源進行單獨銷售或二次處理。而拆解得到的電池芯包經過精細粉碎和分類等一系列手段,得到正極粉和負極粉等高價值的材料資源?;厥赵僦圃焓峭ㄟ^將自動化分解中高價值的材料資源通過成分調整、材料修復等工藝進行電池再制造使用。



    2、為何鋰電池回收越來越受重視?



    首先,這在環保層面上是必要的。



    鋰電池材料中具有金屬元素,燃燒后會形成金屬含量較高的“灰渣”,如果處理不當,會滲透到土壤中,導致水土污染。電池材料本身也容易與環境中的物質發生化學反應,像其中的鈷、鎳、銅、鋁、錳等金屬具有富集效應,會聚集在自然界的食物里,并通過食物停留在人體體內,危害身體健康等。



    其次,我們要迎來一波動力電池“退役潮”了。隨著新能源汽車發展,動力電池退役量也呈現出“指數級”的增長,讓回收變得十分緊迫且重要。


    此前,在2017年,我國的新能源汽車的年銷量為77.7萬輛,2021年達到330萬量,而今年上半年的銷量為260萬量,同比增長近118%。對應的動力電池裝機量則為44.5GWh、65GWh、71GWh、80GWh、226GWh和178GWh。



    而動力電池使用壽命一般在5-8年左右,如果按照年份來算,2017年的新能源汽車將在今年開始退役。在今年年初時,工信部也表示:“中國將‘真正’迎來第一波動力鋰電池的退役潮。”中國工業節能與清潔生產協會秘書長王震坡表示,未來5年,動力電池平均每年退役量將達到20GWh—30GWh或16萬噸,到2026年時,累計退役量將超過142.2GWh或92.6萬噸。



    此外,動力電池回收的背后,是可觀的經濟價值。EVTank根據退役電池數量估計,到2026年中國廢舊鋰離子電池回收市場規模將達到943.2億元。近年來,鋰電池的需求增長導致上游金屬原料價格出現爆發式的增長趨勢。例如,鋰就從2021年年初的5萬元/噸,漲到了現在50萬元/每噸,這使得通過回收電池提取的金屬市場價也變得水漲船高。



    只要材料的精度達到電池級標準,能用到動力電池制備中。通過回收電池提取的鋰,就可以用在磷酸鐵鋰和三元鋰電池生產中,在性能方面,與原材料制備的電池并無差異。而且,目前,鋰鹽價格依然居高不下,其產能擴張周期較長,產量大上升仍需要時間,通過回收動力電池來緩解鋰原料的緊張也不失為良策。


    從“碳中和”的角度,電池回收的意義十分重大。國家發展新能源汽車的目的是減少化石能源的使用,降低能耗水平,但目前制備鋰電池的過程伴隨著大量的碳排放,無論是開采鋰礦,制備鋰鹽,還是生產電池所需正負極材料,電解液等產品,都需要大量能耗,甚至會排放污染氣體。



    即便將生產過程全部轉為電力能耗,也并不“綠色”。一般每制備1Kwh(電池容量)的動力電池,需要消耗90Kwh(度)左右的電力,而目前電力系統中主要還是煤電等化石能源電力為主,綠色電力占比并不高。


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    回收電池再利用,能從整體上降低電池產業的“能耗成本”,達到“低碳”發展的效果。



    歐洲為此也制定了《新電池法》,對新能源汽車動力電池中的“鈷、鉛、鋰、鎳”四種金屬的“再生原材料低占比”提出了相應的要求。法案指出,到2030年,動力電池中鈷、鉛、鋰、鎳再生原材料含量占比分別要達到12%、85%、4%、4%;到2035年則需要提升至20%、85%、10%、12%。



    這意味著,未來中國動力電池廠商要想在歐盟開展業務,得保證電池生產所用的原材料,有一部分是來自回收再生渠道。



    3、電池回收技術難不難?

    在世界動力電池大會上,寧德時代與天齊鋰業,就電池回收技術話題展開了爭論。



    寧德時代董事長曾毓群在世界動力電池大會上表示:"目前我們鎳鈷錳的回收率已經達到了99.3%,鋰的回收率達到了90%以上。"



    對于鋰回收率達到90%以上的說法,天齊鋰業相關人士直接質疑稱"實驗室應該能做到,但是商業上我個人還沒見過"。



    寧德時代則馬上回應:"歡迎到廣東邦普看先進量產技術。"



    電池提取技術主要分為采用濕法工藝和干法工藝,回收過程較為復雜,無論哪種工藝都涉及到“拆解”和“提取”兩個部分。“拆解”難度高的原因,一是基于安全性方面的考慮,電池結構組裝首要滿足其密封性、耐壓性等,較少考慮后續的拆解是否簡單容易等。像市場上新型的電池結構如“刀片電池、麒麟電池”等,也整體上提高了維修拆解的難度。


     

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    二是每個電池企業的電芯級別、模組級別標準不一,電池封裝技術也不同,這使得市場上的電池規格眾多,很難形成較為統一的拆解技術,會給“收到退役電池不多,且規格又混亂”的企業帶來了許多技術難題。



    其次是“提取”難。通過精細拆解技術,需要將電池中的正負極材料、電解液、隔膜等7種材料分開,進行破碎預處理,采用物理機械法或高溫熱解法分選?;蛘咧苯舆M行溶解浸出,對不同物質分別采用化學沉淀、溶劑萃取,或離子交換方式進行提取。



    具體的提取工藝設計起來非常繁雜,想要提高提取率,對化學添加劑劑量、溫度變化等控制要求非常高。市場上許多小企業的提取手段也較為“粗魯”,多為機械物理回收,金屬的提取率甚至在50%以下,不僅成本高,也會造成二次浪費。



    這也是讓政府“頭疼”的地方。



    關于“拆解”與“提取”的難題,蜂巢能源高級副總裁張放南表示,可在電池設計端就考慮拆解的便利性,發展易拆解電池,從源頭解決拆解難題,并提倡從電芯級別、模組級別做到標準化,最好整車整包(電池包)都做到統一。



    四川省新能源汽車創新中心董事長華劍鋒也表示:“只有從設計時就關注回收問題,才可能真正形成全生命周期管理”。



    轉載自:賢集網
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