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鋰電回收鏈還需要解決哪些問題?

鉅大LARGE  |  點擊量:1099次  |  2018年07月28日  

未來幾年,鋰電池回收和下游梯次利用行業(yè)將迎來發(fā)展機遇。據(jù)測算,到2020年,我國動力鋰電池的需求量將達到125GWh,報廢量將達32.2GWh,約50萬噸;到2023年,報廢量將達到101GWh,約116萬噸。目前,鋰電池中,三元鋰電池最具回收經(jīng)濟效益,回收毛利率最高能突破50%,其他動力電池的金屬含量較低,回收的經(jīng)濟性較弱,但如果有相關(guān)的激勵政策也能形成有效的回收產(chǎn)業(yè)鏈。


組成鋰離子電池的關(guān)鍵材料中含有大量的有價金屬,比如,三元電池中鋰的平均含量為1.9%,鎳為12.1%、鈷為2.3%。此外,銅、鋁等占比也達到了13.3%和12.7%,如果能得到合理回收及再利用,將成為企業(yè)創(chuàng)造收入和降低成本的一個主要來源。


盡管從環(huán)境保護和資源節(jié)約方面考慮,鋰電池回收問題已經(jīng)迫在眉睫,然而相比鉛蓄電池,鋰電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜,規(guī)格不一,回收再利用難度比較大,并且我國鋰電池回收產(chǎn)業(yè)鏈尚未建立,或許相對成熟的鉛蓄電池回收模式可以借鑒,因此我國鋰電池回收的產(chǎn)業(yè)化之路還很漫長,鋰電池回收存在的一些問題亟待我們?nèi)ニ伎?、去解決。


電池回收產(chǎn)業(yè)鏈如何建立?


隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大以及行業(yè)標準和法律法規(guī)的逐步健全,回收渠道將成為電池回收產(chǎn)業(yè)競爭的核心之一。

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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%

鉛蓄電池:在鉛蓄電池回收方面,往往是借助電池銷售渠道進行回收。比如超威集團就利用全國25家子、分公司的30萬個銷售網(wǎng)點,對其銷售的鉛蓄電池產(chǎn)品進行回收,同時還為行業(yè)企業(yè)搭建出“以舊換新、逆向物流”的鉛蓄電池回收網(wǎng)絡(luò)。全國人大代表、中國動力總經(jīng)理劉寶生曾提交議案,建議基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),構(gòu)建鉛酸蓄電池資源循環(huán)體系,公司依托全國已有的銷售公司和經(jīng)銷商網(wǎng)點,構(gòu)建起立體化的電池回收網(wǎng)絡(luò)。


2017年1月3日,北京市環(huán)境保護局發(fā)布關(guān)于開展廢鉛蓄電池生產(chǎn)者責任制試點工作的公告,要求鉛蓄電池生產(chǎn)企業(yè)通過本企業(yè)在京產(chǎn)品銷售網(wǎng)絡(luò),逆向回收廢鉛蓄電池,并將其轉(zhuǎn)移至危險廢物經(jīng)營許可證單位進行無害化利用處置。北京市這一規(guī)定不僅確立了回收渠道,也明確了鉛蓄電池生產(chǎn)者的回收責任。


鋰電池:鋰電池也可以建立類似的回收渠道。動力鋰電池生產(chǎn)商利用電動汽車生產(chǎn)商的銷售網(wǎng)絡(luò),以逆向物流的方式回收廢舊電池。消費者將報廢的電池交回附近的電動汽車銷售服務(wù)網(wǎng)點,依據(jù)電池生產(chǎn)商和電動汽車生產(chǎn)商的合作協(xié)議,電動汽車生產(chǎn)商以協(xié)議價格轉(zhuǎn)運給電池生產(chǎn)企業(yè),由其或委托第三方機構(gòu)進行專業(yè)化回收處理。而此前在《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)等相關(guān)規(guī)定中,也明確了整車企業(yè)是鋰離子動力電池回收的責任主體,因此整車企業(yè)有義務(wù)通過自身銷售體系構(gòu)建出相應(yīng)的電池回收網(wǎng)絡(luò)。


當然這其中涉及到一些現(xiàn)實問題,比如,為了調(diào)動消費者參與電池回收的積極性,如何設(shè)置激勵政策,規(guī)范“以舊換新”,讓消費者得到實惠;如何對正規(guī)回收企業(yè)進行激勵,打擊非法回收商販;再比如,廢舊鋰電池的存放和運輸?shù)葐栴}。廢舊鉛蓄電池必須放在防顛簸、耐酸的容器中運輸,以免發(fā)生泄漏,在跨省等長距離運輸時還有更多的限制,那么,廢舊鋰電池對于可能帶來的爆炸、起火等危險,是否應(yīng)該建立更為嚴格的存儲和運輸標準?這也是需要我們思考的問題。


舊電池梯次利用如何順利實現(xiàn)?

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應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

鉛蓄電池:鉛蓄電池退役之后,一般情況下直接回收拆解,進行梯次利用的空間不大。


鋰電池:由于電動汽車對鋰電池密度、穩(wěn)定性等方面有著相當高的標準,當充電量達到80%而不能繼續(xù)提升時,汽車鋰電池即宣告報廢。而報廢后的動力電池可以完全滿足老年代步車一類的低速電動車以及市政應(yīng)急照明等儲能方面的使用需求,因此可以讓退役動力鋰電池在進行梯次利用之后再進入回收拆解環(huán)節(jié)。


用于大型儲能項目的電池規(guī)模通常高達百千瓦甚至是兆瓦,將動力鋰電池用作儲能,無疑需要大量電池包,這就使整個儲能電池組在一致性管理方面面臨困難。此外,我國不同車企的電池技術(shù)路線、電池的規(guī)格和對電池的測評要求各不相同,電池型號過多,產(chǎn)量過度分散,這也為梯次利用帶來更大難度。


大型儲能電池屬于工程屬性的電池,建設(shè)時間和空間相對集中,有明確的工期限制。動力鋰電池屬于產(chǎn)品屬性的應(yīng)用,鋰電池的淘汰隨時隨地發(fā)生,與儲能電池的工程屬性不大匹配。如果有了儲能項目,再去市場上回收鋰電池,時效上無法保證;如果把平時回收的鋰電池儲存起來,會增加回收成本,同時電池在存放過程中,性能也可能會發(fā)生改變。因此,如果要將梯次利用納入動力鋰電池回收環(huán)節(jié),就必須考慮需要通過哪些手段才能確保梯次利用的效果,并能夠?qū)崿F(xiàn)梯次利用的商業(yè)價值。


合作回收的經(jīng)濟效益如何保證?


鉛蓄電池:廢鉛蓄電池含74%的鉛極板、20%的硫酸和6%的塑料,我國目前最先進的工藝水平可實現(xiàn)98%的再利用率,因此鉛蓄電池回收的利潤還是比較可觀的,國內(nèi)一些鉛蓄電池生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開始布局鉛蓄電池會收領(lǐng)域。超威集團與金洋公司就鉛蓄電池規(guī)范回收及再生鉛循環(huán)使用展開深度合作,規(guī)范廢舊電池的回收過程和回收渠道,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈整合,同時,超威集團還以技術(shù)為突破點,不斷研發(fā)出“原子經(jīng)濟法鉛回收”等更加“節(jié)能環(huán)?!?、“節(jié)能減排”的鉛回收技術(shù)。南都電源以約3.16億元收購華鉑科技51%股權(quán),開始進軍鉛回收領(lǐng)域。此外,天能集團等企業(yè)也著手布局鉛蓄電池回收產(chǎn)業(yè)。


鋰電池:鋰電池生產(chǎn)企業(yè)可以借鑒鉛蓄電池企業(yè)的合作方式,同專業(yè)的鋰電池回收處理企業(yè)合作,將其中的鎳、鈷、鋰、錳等有價金屬回收之后,送往鋰電池原材料生產(chǎn)企業(yè),這些有價金屬被再次加工成鋰電池的正極等原材料,再將這些原材料供給鋰電池生產(chǎn)企業(yè),這樣就形成了鋰電池回收產(chǎn)業(yè)鏈的閉環(huán),資源得到了良好的循環(huán)利用。但是各類企業(yè)之間如何形成順暢的“利益輸送”,讓各方都能在動力鋰電池回收中受益,從而使電池回收成為一件“皆大歡喜”的事,這其中的商業(yè)模式也是我們探尋和努力的一大方向。


技術(shù)、成本、安全等難點如何攻克?


鉛蓄電池:在回收技術(shù)及回收的安全性方面,正規(guī)再生鉛企業(yè)已經(jīng)樹立了很好的標桿,特別是在技術(shù)的環(huán)保性能方面,經(jīng)過企業(yè)長時間摸索以及主管部門的嚴格規(guī)范,鉛蓄電池回收、再生已經(jīng)可以做到“清潔、環(huán)?!?,但在鋰電方面,類似問題依然亟待我們?nèi)ステ坪徒鉀Q。


鋰電池:在回收技術(shù)方面,鋰電回收仍然存在一些問題。比如,高溫冶金法,工藝相對簡單,適合大規(guī)模處理,但是電解質(zhì)和其他成分燃燒易引起大氣污染;濕法冶金工藝穩(wěn)定性好,但只適合中小規(guī)模廢舊鋰電池回收,成本較高,且廢液需進一步處理;物理拆解工藝十分環(huán)保,不會對環(huán)境造成二次污染,但處理效率低,耗時太長。采用何種回收方式,做到既環(huán)保又高效,這是需要思考的問題。


同時在電池梯次利用過程中,其回收、拆解、分選、運輸、倉儲、二次成組等,每一步都需要成本,尤其電池拆解過程中,不同廠家電池結(jié)構(gòu)、模組連接、工藝技術(shù)各不相同,自動化設(shè)備難以完成,需要大量的人工作業(yè),效率低下,且由于拆解過程中損壞等因素,成本存在不確定性,如何有效降低這部分成本、提高效率,將成為動力電池有效梯級利用的關(guān)鍵因素。


此外,鋰電池本身是能量載體,即使在最后放電完成之后,仍有部分能量殘留。在鋰電池拆解過程,由于大量的人工作業(yè),操作規(guī)范性難以保證,如果操作不當,容易出現(xiàn)短路、漏液等問題,進而造成起火、爆炸等安全事故。而這些問題都切身影響鋰電回收工作,也只有將這些可能遇到的問題一一考慮清楚,才能對鋰電回收產(chǎn)生實質(zhì)性的推動。

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