新能源行業在2014年增長速度200%,2015年增長速度300%,2016年增長速度400%,根據這幾年實體行業經濟整體不景氣現狀,這三年分別實現了增長率,到2020年國內新能源汽車保有量將達500萬輛,占比汽車銷售量的7-10%,2025、2030年占比分別增加15~20%、40~50%這是根據《節能與新能源汽車技術路線圖》規劃。
7月12日,在高工產業研究院(GGII)和中信證券聯合舉辦的新能源汽車產業投資策略會上,中南大學教授/博導、賽德美董事長兼CTO李薦就2017年動力電池回收前景進行全面解析。
動力電池回收的必要性
1、資源問題:
全球鈷年產量15萬噸,而國內鈷資源95%依進口,其中電池行業用鈷占比為69%。2016年我國汽車銷量約為2700萬輛,新能源汽車50.7萬輛,占比不到2%,但2016年國內的碳酸鋰消費量為7.87萬噸,占全世界的37.3%,其中鋰50.9%被電池消耗。
按照這個比例,要完成規劃中的新能源汽車銷量占比達40~50%的目標,鋰、鈷、鎳等原材料如何滿足需求是國內將面臨的另一難題。
2、安全性:
用在電動汽車上,涉及到高壓直流電,若不回收處理,任由消費者隨意放在家,出現問題的概率很大。
3、環境保護:
鈷、鎳、鋰都是礦產冶金化工出來的,對環境污染較為嚴重。且根據材料性能,氟化物——六氟磷酸里遇水變成氫氟酸;有機溶劑污染——電解液溶劑;廢舊塑料——隔膜、密封件等,若不加以重視,企業將面臨環評和未來巨大環保治理壓力。
動力電池回收存在的機會:
1、資源有限,回收循環才是行業治本之策:企業生產多少電池,未來必將面臨應對電池材料處理問題,此外,礦產資源是有限,不停循環利用才是治本之法。
2、前景廣闊:中汽研預測近年動力電池回收市場將迅速發展,2018 年將達到50億元規模、2020年達到136億元規模、2023年達到311億元規模。
3、競爭壓力相對小:在新能源汽車從礦產到原材料、設備、電池、整車廠、運營、回收的龐大的產業鏈中,電池回收今年才逐漸得到產業鏈的重視,競爭相對薄弱。
4、政策支持:實際上從2012年開始國家相關部門就密集出臺了大量與電池回收相關的政策、意見。例如:五部委聯合組織制定了《電動汽車動力蓄電池回收利用技術政策(2015年版)》、上海回收一個電池包提供一千塊元的補助等。
頻繁的政策出臺,一方面說明國家層面對電池回收項目的重視;另一個方面,也反映出目前缺乏整體效應良好的回收方法。
當前電池回收利用的主流應該是梯次利用,除了國家倡導外,從動力電池從車上撤下的動力電池可參與到低速車、儲能等多領域的梯級利用,因而也是行業較為熱衷的方向。
但梯級利用面臨著較高的成本問題。退下來的每個動力電池都要檢測,重新分類、重新配組,工作量巨大,將耗費大量時間和資金成本。
與此同時,梯次利用面臨的另一個難題是,過國、內外回收工藝、技術仍有存在技術難關:
1、傳統冶金技術。主要集中在鈷酸鋰電池和三元電池的回收上,如美國拖斯寇,可處理不同型號、不同化學性質鋰電池。但該工藝能耗高、設備復雜、流程長成本高,且無法形成盈利。
2、火法冶金技術。美國Inmetco采用高溫法處理廢舊鋰離子電池,但該工藝能耗高、無法直接回收有價材料,同時碳排放巨大,經濟價值低。
3、國內傳統濕法冶金技術。通過將電池中有價值的成分變成溶液,分離不可溶物質,再通過反復萃取,得到鈷和鎳不同的鹽或其混合物。但該工藝流程長、污染治理成本,且并不適用磷酸鐵鋰電池。
為此,李薦提出關于動力電池回收的新方向,即通過全組分回收、電機材料修復后,直接將修復后的電池返回電池行業使用,李薦稱,該項新工藝的優點在于安全、高效、自動化、無污染,目前正在落地示范工程。
該工藝的理論基礎為:
1、鋰離子電池失效機理——主要原因是電池中活性里的減少。即電池中供電池工作的離子被固化,無法支撐電池發揮性能。在鋰離子活性不夠,而非電機材料損壞導致電池性能衰減的情況下,加入一定電解液,可以恢復很多鋰離子性能。
但鋰離子電池必須要在隔離水分的情況下加電解液才有用,因此必須要到專業的地方進行加電解液的操作。
2、鋰離子電池的電機材料生產工藝——主要是高溫固相法。
3、無論失效多嚴重的電池,其內部的各種成分仍能保留。
該工藝具備,三大技術核心:1、電池材料分離技術;2、電解液回收技術。目前其他產業化上還沒有回收;3、短流程、低成本、無污染的電池材料修復技術。
目前賽德美正在建設相關示范工廠,年處理量預計可達1萬噸,第一期4000噸的產線已經組建了中試生產線。
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