中汽研预测近年动力电池回收市场将迅速发展,2018 年将达到50亿元规模、2020年达到136亿元规模、2023年达到311亿元规模。
在实体经济整体不景气的近些年,新能源产业却在2014、2015、2016年分别实现200%、300%、400%的增长速度,根据《节能与新能源汽车技术路线图》规划,到2020年国内新能源汽车保有量将达500万辆,占比汽车销售量的7-10%,2025、2030年占比分别增加15~20%、40~50%。
▲中南大学教授/博导、赛德美董事长兼CTO李荐
“这不仅意味着产业链前、中端各环节势头向上,也预示着位于后端的动力电池回收将迎来巨大机遇期。”7月12日,在高工产业研究院(GGII)和中信证券联合举办的新能源汽车产业投资策略会上,中南大学教授/博导、赛德美董事长兼CTO李荐就2017年动力电池回收前景进行全面解析。
❶、环境保护:钴、镍、锂都是矿产冶金化工出来的,对环境污染较为严重。且根据材料性能,氟化物——六氟磷酸里遇水变成氢氟酸;有机溶剂污染——电解液溶剂;废旧塑料——隔膜、密封件等,若不加以重视,企业将面临环评和未来巨大环保治理压力。
❷、安全性:用在电动汽车上,涉及到高压直流电,若不回收处理,任由消费者随意放在家,出现问题的概率很大。
❸、资源问题:全球钴年产量15万吨,而国内钴资源95%依进口,其中电池行业用钴占比为69%。2016年我国汽车销量约为2700万辆,新能源汽车50.7万辆,占比不到2%,但2016年国内的碳酸锂消费量为7.87万吨,占全世界的37.3%,其中锂50.9%被电池消耗。按照这个比例,要完成规划中的新能源汽车销量占比达40~50%的目标,锂、钴、镍等原材料如何满足需求是国内将面临的另一难题。
❶、资源有限,回收循环才是行业治本之策:企业生产多少电池,未来必将面临应对电池材料处理问题,此外,矿产资源是有限,不停循环利用才是治本之法。
❷、前景广阔:中汽研预测近年动力电池回收市场将迅速发展,2018年将达到50亿元规模、2020年达到136亿元规模、2023年达到311亿元规模。
❸、竞争压力相对小:在新能源汽车从矿产到原材料、设备、电池、整车厂、运营、回收的庞大的产业链中,电池回收今年才逐渐得到产业链的重视,竞争相对薄弱。
❹、政策支持:实际上从2012年开始国家相关部门就密集出台了大量与电池回收相关的政策、意见。例如:五部委联合组织制定了《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015年版)》、上海回收一个电池包提供一千块元的补助等。
频繁的政策出台,一方面说明国家层面对电池回收项目的重视;另一个方面,也反映出目前缺乏整体效应良好的回收方法。
当前电池回收利用的主流应该是梯次利用,除了国家倡导外,从动力电池从车上撤下的动力电池可参与到低速车、储能等多领域的梯级利用,因而也是行业较为热衷的方向。
但梯级利用面临着较高的成本问题。退下来的每个动力电池都要检测,重新分类、重新配组,工作量巨大,将耗费大量时间和资金成本。
与此同时,梯次利用面临的另一个难题是,过国、内外回收工艺、技术仍有存在技术难关:
❶、传统冶金技术。主要集中在钴酸锂电池和三元电池的回收上,如美国拖斯寇,可处理不同型号、不同化学性质锂电池。但该工艺能耗高、设备复杂、流程长成本高,且无法形成盈利。
❷、火法冶金技术。美国Inmetco采用高温法处理废旧锂离子电池,但该工艺能耗高、无法直接回收有价材料,同时碳排放巨大,经济价值低。
❸、国内传统湿法冶金技术。通过将电池中有价值的成分变成溶液,分离不可溶物质,再通过反复萃取,得到钴和镍不同的盐或其混合物。但该工艺流程长、污染治理成本,且并不适用磷酸铁锂电池。
为此,李荐提出关于动力电池回收的新方向,即通过全组分回收、电机材料修复后,直接将修复后的电池返回电池行业使用,李荐称,该项新工艺的优点在于安全、高效、自动化、无污染,目前正在落地示范工程。
❶、锂离子电池失效机理——主要原因是电池中活性里的减少。即电池中供电池工作的离子被固化,无法支撑电池发挥性能。在锂离子活性不够,而非电机材料损坏导致电池性能衰减的情况下,加入一定电解液,可以恢复很多锂离子性能。
但锂离子电池必须要在隔离水分的情况下加电解液才有用,因此必须要到专业的地方进行加电解液的操作。
❷、锂离子电池的电机材料生产工艺——主要是高温固相法。
❸、无论失效多严重的电池,其内部的各种成分仍能保留。
该工艺具备,三大技术核心:1、电池材料分离技术;2、电解液回收技术。目前其他产业化上还没有回收;3、短流程、低成本、无污染的电池材料修复技术。
目前赛德美正在建设相关示范工厂,年处理量预计可达1万吨,第一期4000吨的产线已经组建了中试生产线。
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