本文作者:linbin123456

新能源产业的闭环,动力电池回收怎能缺席?

linbin123456 04-03 104
新能源产业的闭环,动力电池回收怎能缺席?摘要: 新能源产业的闭环,动力电池回收怎能缺席?随着新能源汽车产业的快速发展,我国已成为世界第一大新能源汽车产销国。在新能源汽车产业快速发展的同时,动力电池装机量也在逐年攀升。202...
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新能源产业的闭环,动力电池回收怎能缺席?
随着新能源汽车产业的快速发展,我国已成为世界第一大新能源汽车产销国。在新能源汽车产业快速发展的同时,动力电池装机量也在逐年攀升。
2022年,全球动力电池装车量达到517.9GWh,同比增长71.8%。中国动力电池装机量达到294.6GWh,占全球的60.4%。今年上半年,我国动力电池累计产量达293.6GWh,同比增长36.8%。累计装车量152.1GWh,同比增长38.1%。
而是否真正环保一直是新能源车备受关注的话题,其中主要问题就在于废旧电池对于环境的威胁。
动力电池的使用年限一般为5—8年。自新能源汽车产业快速发展以来,业内预测动力电池即将迎来退役高峰。中国汽车技术研究中心测算估计,到2025年,我国退役动力电池总量将达约78万吨。如此大量的废旧动力电池若处理不当,可能造成固废污染、重金属污染、粉尘污染、水污染等多种环境污染问题。电池回收问题,也变得日益紧迫起来。
动力电池回收意义重大
环保价值
废旧动力电池的正负极、电解液等材料对我们的环境具有潜在威胁,相关废物已列入我国的《国家危险废弃物名录(2021年版)》。比如,正极材料中的锂、镍、钴、锰等多种金属元素处理不当会对水资源和土壤造成污染。电解液的主要成分如六氟磷酸锂、碳酸酯、磷元素等,具有高腐蚀性或容易污染水源。这些污染源,都需要在电池报废后进行妥善回收和处理。
经济性
在目前新能源汽车产销量持续上升、资源供给相对紧张的背景下,锂矿资源及其加工品的价格出现大幅上涨。截至目前,电池级碳酸锂、电池级氢氧化锂、电解钴、电解镍等价格较之前均有大幅增长,对下游电池成本持续形成压力。
之前,三元锂电池因含镍、钴、锰等高价金属量较多,其回收利用受到行业普遍重视。但近两年,受碳酸锂价格持续上行影响,行业对于磷酸铁锂电池的回收也愈发关注。通过废旧动力电池的回收和处理,可有效增加上游短缺原材料供给,缓解供给短缺,降低和平缓资源市场价格,促进产业链上下游协同。

应对资源紧缺
根据中国地质调查局全球矿产资源战略研究中心发布的《全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量评估报告(2021)》,全球锂矿(碳酸锂)储量1.28亿吨,钴矿储量668万吨,镍矿储量9063万吨。美国地质勘探局的统计数据显示,中国钴资源储量为世界的1.13%,中国镍资源储量为世界的3.0%,中国的锂矿资源储量占全球的7.1%。
但中国对钴、锂、镍的使用数量均超过世界使用数量的50%以上。因此,镍、钴、锂资源的回收,实现资源循环利用,成为解决资源短缺的有效途径。
动力电池回收技术路线
电池回收处理的工艺流程,主要可分为干法回收、湿法回收、生物回收等。目前我国主流的回收技术以湿法为主,湿法具有金属资源回收率高的优势。国外主要以火法为主,该工艺流程较为简单,且国外在火法处理装备上具有明显优势,但该法存在资源回收率偏低、能耗高、废气处理难度大的问题。近年来,国内回收企业逐步在节能降耗、提质增效方面下功夫。
干法回收
(1)物理回收。物理回收是将电池拆解分离,对电极活性物、集流体和电池外壳等电池组经过破碎、过筛、磁选分离、精细粉碎等步骤,从而得到有价值的物质。物理回收操作较简单,但是容易存在机械操作损失,难以实现金属的完全分离回收。
(2)火法回收。是指将经过物理破碎等初步分离处理的锂电池材料,进行高温分解,将有机粘合剂去除,从而分离锂电池的组成材料。同时可以使锂电池中金属及其化合物氧化还原并分解,再用冷凝等方法收集。
火法回收处理技术简单,操作方便,在高温环境下反应速度快,效率高,能够有效去除粘合剂,比较适合处理大量或较复杂的电池。但对设备要求较高,在处理过程中,电池的有机物分解会产生有害气体,需要防止产生二次污染。
湿法回收
湿法回收是将废弃电池破碎后溶解,然后利用合适的化学试剂,选择性分离浸出溶液中的金属元素,产出高品位的钴、锂等金属。湿法回收处理比较适合回收化学组成相对单一的废旧锂电池,其设备投资成本较低。
生物回收
生物回收技术主要是利用微生物浸出,将动力电池的有用成分转化为可溶化合物并选择性地溶解出来,得到含有效金属的溶液,实现目标组分与杂质组分分离,最终回收锂等金属。
生物回收技术具有成本低、污染小、可重复利用的特点,对环境的影响也较小,是未来锂离子电池回收技术发展的理想方向。目前,关于生物回收技术的研究刚刚起步,之后将逐步解决高效菌种的培养、周期长的问题以及对于浸出条件的控制问题。
废旧锂电池回收工艺各有优劣,目前已经有联合并优化多种工艺的回收方法研究,以充分发挥将各种回收方法的优势,实现经济利益最大化。
我国动力电池回收产业发展情况
在双碳目标驱动下,中国新能源汽车消费持续增长,锂电池市场蓬勃发展。作为动力电池最后一个环节的回收市场,动力电池回收是解决环保问题、实现稀缺资源循环利用的重要手段,也是实现产业链闭环的重要环节。在新能源产业发展的早期阶段,国家已经意识到动力电池回收处理的问题。特别是2018年以来,政策密集发布,国家对于动力电池回收问题高度重视,动力电池回收逐步规范。
2018年,《关于鼓励和规范废旧锂电池回收利用的指导意见》发布,明确支持锂电池回收资源化利用项目,并提出了相关政策措施和经济激励措施,包括减免税收和补贴等。
2018年1月,工业和信息化部发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,对动力电池设计、生产、回收责任的界定,以及动力电池的综合利用进行了规定,并对相关主体的责任进行了明确。
2018年7月,工业和信息化部发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》,提出建立新能源汽车国家监测与动力电池回收利用溯源综合管理平台,这是我国开展动力电池溯源管理的第一步,覆盖了动力电池的全生命周期。
2019年12月,《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件(2019年本)》发布,行业内企业自愿申报,工业和信息化部从布局与选址、技术、工艺、能耗等方面对业内企业进行综合评估。截至2022年底,已累计发布了四批次共计88家符合条件的企业名单。
近年来,废旧动力电池已经成为电池回收企业争抢的对象。包括车企、电池厂家、第三方回收企业在内的不同性质的企业,都纷纷盯上了动力电池回收业务。
天眼查数据显示,2018年动力电池回收企业注册量2160余家,2022年新增动力电池回收企业3.8万家。截至2023年9月,经营范围包含电池回收的企业超过11万家。内动力电池龙头企业宁德时代董事长曾表示,宁德时代正在加强电池材料的回收利用,镍钴锰的回收率已经达到99.3%,锂达到90%以上。到2035年后,宁德时代循环利用退役电池中的材料就可以满足很大一部分市场需求。
除此之外,很多电池制造商和锂矿企业如国轩高科、天齐锂业、赣锋锂业等,均布局动力电池回收业务。2023年初,蔚来资本宣布投资一体化电池回收企业瑞隆科技,其将在废旧电池回收方面进一步发力。国内已经发展起一批具备一定规模、较为成熟的动力电池回收企业,形成较为完善的动力电池生产、交付、梯次利用、回收处理产业链。
锂资源回收龙头企业广东邦普循环科技有限公司作为宁德时代的控股子公司,打造了上下游优势互补的电池全产业链循环体系,通过独创的定向循环技术,在全球废旧电池回收领域率先破解了“废料还原”的行业性难题,电池产品核心金属材料总回收率最高可达99.3%。邦普循环主要采用湿法回收工艺。

新能源产业的闭环,动力电池回收怎能缺席?

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