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2019中国有色金属行业年会

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【SMM年会】赵小勇:加强废旧锂电池梯次利用 动力电池回收仍有较大发展空间

来源:SMM

SMM11月23日讯:在SMM年会废电池回收利用交流专场上,北京赛德美资源再利用研究院有限公司董事总经理赵小勇对目前锂电池回收产业现状进行了详细的阐述,同时对废旧锂电池的回收方法也进行了讲解。

动力电池回收行业发展现状,受益新能源汽车产销规模扩大及单车带电量提升,动力电池市场保持高速增长,未来仍有较大发展空间。据中机中心合格证数据统计,2009-2018年期间,我国动力电池装机量从0.028GWh增加到57.04GWh,十年增长超千倍。按照2025年新能源汽车产量590万辆测算,动力电池需求量将达到330.6GWh,约为2018年装机量的6倍。

动力电池按照电量分为三个场景:1)服役状态,使用时间较短,实际容量衰减较轻,可达额定容量80%及以上;2)梯次利用,使用时间较长,实际容量衰减严重,在额定容量60-80%之间,仍具有使用价值,用于储能和低速电动车领域;3)再生利用,实际容量低于额定容量60%,使用价值低,安全隐患大,只能破碎再生回收贵金属。

据中国汽车技术研究中心预测,至2020年我国动力电池累计退役量将达20万吨(约25GWh),至2025年累计退役量约78万吨(约116GWh),其中可进行梯次利用的约为55万吨,占总退役量70%。

国内动力电池回收率低,主要原因有五个:1)政策约束力度不够,无激励、处罚措施。《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》暂无处罚处置依据,也无奖励具体措施。2)回收体系混乱,责任和能力脱节。国家规定新能源车企承担动力电池回收主体责任,但是车企并没有回收技术能力,2018年发布的首批5家动力电池回收白名单,没有一家车企。3)回收技术不达标,技术和渠道脱节。当前大量的废旧电池进入小作坊,小作坊由于没有环保监管,半手工拆卸,固定开支低,利润更高,所以其废旧电池报价更高,拿货更多;而拥有动力电池梯次利用、再生利用技术的大企业,渠道拿货并没有优势。4)梯次利用市场空间没打开,动力电池梯次利用主要用于储能、低速电动车领域,之前长期被铅酸电池占领,目前正处于替换期。5)回收利润低,回收意愿不强烈。退役动力电池型号多,无法流水线作业;量很不稳定,无法保证设备开工率;且早期多为LFP电池,回收价值低;再加上环保、Li等贵金属降价压力,回收企业利润率很低。

动力电池回收梯次利用及现有回收技术

梯次利用电池的主要应用场景,动力电池在高速车的使用时间一般为3-5年,在经过一段时间的使用后会有所损耗,从单体电池来看,三元材料体系的电池损耗更快一些,适合直接进行材料的再生利用;磷酸铁锂电池在使用2000次后在很长的一段时间内都相对稳定。由此,磷酸铁锂电池具有更广阔的梯次利用市场。

国外主要回收工艺技术介绍(火法),该工艺能够将磷酸铁锂电池的铁变成铁合金,铜铝形成氧化物渣,需继续冶炼才有价值;石墨、隔膜和电解液等有机物全部以还原剂的形式被燃烧掉。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。

国外主要回收工艺技术介绍(湿法),目前的回收技术方面,主要是传统冶金技术,且主要集中在钴酸锂电池和三元电池的回收上,如美国的托斯寇公司(Toxco),处理不同型号、不同化学性质锂电池。其工艺为:利用材料在低温下的脆性,在液氮中(-198℃)将废电池低温粉碎,然后再先后用酸、碱将粉碎的物料溶解,分别回收出碳酸锂、金属氧化物、塑料屑,其原则流程如右图所示。该工艺需用液氮粉碎,能耗高、设备复杂、流程长、成本高。从其工艺流程看,也可以处理磷酸铁锂电池,但无法形成盈利。

国内主要回收工艺技术介绍(湿法),提取钴、镍、锂、锰等稀贵金属比例较高,保证了这些金属可以重新回到动力电池。缺点:电池整体回收率低(按重量计),三元:50%以下,铁锂:30%以下。电解工艺采取低温焚烧方法处理,隔膜、电解液在焚烧过程中产生二恶因,易形成二次污染。湿法生产过程添加强酸、强碱、大量an水等,如处理不当,存在污染空气、水、土壤的风险。

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