電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
新能源汽車產業鏈博得大量關注的同時,第一批電動車運行已經超過20萬公里,從電池的使用壽命來看,國內首批進入市場的汽車動力電池將迎來“報廢潮”。
從國家層面來看,有關部門陸續出臺了《加工者責任延伸制度推行方案》《車用動力電池回收利用拆解規范》等,為廢舊電池回收提供規范路徑。有政策的暖風呵護。從2017年開始,多個上市公司也開始密集布局動力電池回收市場,逐漸形成了三類經營主體:包括比亞迪、寧德時代等為代表的整車及電池廠商,華友鈷業、廈門鎢業等為代表的電池材料供應商,以及格林美、天奇股份等為代表的第三方回收機構。
目前,動力電池回收方式分梯次利用和資源回收兩種,其中梯次利用是較為理想的方式。但梳理后發現,上市公司布局的動力電池回收業務多數為資源回收,即拆解鈷、錳等金屬材料進行再利用,從事梯次利用的較少,而這與近兩年來動力電池上游原材料上漲不無關系。
依據數據顯示,2017年中國動力電池四大關鍵材料(正、負極材料、隔膜、電解液)產值610億元,同比增長62%;其中,正極材料產值增幅最大,主要系2017年電解鈷漲幅超過100%,碳酸鋰價格漲幅超過30%,使正極材料價格大幅上漲。
在上游原材料價格不斷上漲的同時,動力電池價格卻因補貼退坡等因素不斷下降。動力電池企業國軒高科在2017年業績快報中表示,因新能源汽車補貼政策調整,2017年國內動力電池價格普遍下降,同時上游原材料價格上漲,影響整體盈利水平,報告期內歸屬凈利潤同比減少10.73%。從經濟效益看,動力電池梯次利用的拆解是嚴重不合算的,需要政府推出政策和補貼,今朝真正能夠萌生經濟效益的還是正極材料再造。
盡管備受資本酷愛,但動力電池回收產業眼下正面臨著尷尬的處境。此外,上游電池加工廠家的多樣性也是橫亙在梯次利用面前的另一重挑戰。據數據,截至2016年底,我國共有動力電池企業數量為150家。“不同廠商的動力電池材料、配方、規格和構造也各有不同,導致電池型號較多,產量比較分散,給梯次利用帶來了難度。而據知道,梯次利用過程要求對每個報廢電池進行測試,重新分類、重新配組,這也是電池類別繁多成為主要挑戰的原由之一。同時,動力電池回收產業的另一大方向拆解回收技術也存在難言之隱。
在市場上對于動力電池拆解回收的工藝有三種:干法、濕法、生物回收,前兩種回收工藝已經比較成熟,可適用于工業化使用,后一種尚處于試驗室階段。但不論哪種工藝,核心技術均在于對電芯的拆解。電芯在動力電池成本中占比達到36%,同時,電芯中富含鎳鈷錳等金屬元素的正極材料的成本占到了45%,通過原料回收,鎳鈷錳等金屬元素可實現95%以上的回收率,而鋰元素的回收率也在70%以上。
動力電池回收行業的核心技術在于,要怎么樣采用配方適宜的化學溶劑將有效成分提取或萃取出來,重新做成電池原材料加以回收利用,而配方也是動力電池企業的商業機密。作為新能源汽車廠商以及第三方回收機構而言,難以掌握。
與此同時,動力電池種類繁雜,存在不同類型電池的制造和設計不同、串并聯成組形式不同、服役和使用時間不同、使用車型和使用工況不同等情況,這也筆直導致即使是電池加工廠家,也無法掌握市場上所有報廢電池的回收技術相關的機密。
從經濟效益角度來說,拆解回收磷酸鐵鋰、錳酸鋰離子電池比較難賺錢,小廠家做拆解回收都是只拆分電芯得到正、負極片,再破裂分選,回收銅、鋁及電池材料,但最后一步貴金屬提煉程序基本都不會做,因為惟有這樣他們才能保證利潤。據知道,在電芯中提取鎳、鈷、錳、稀土元素等有價值的金屬,回收成本較高。目前使用最廣泛的濕法回收一噸廢舊磷酸鐵鋰離子電池的成本為8500元左右,而貴金屬再生材料收益僅為8100元左右,虧損400元。
總體來說,對于即將到來的動力電池“報廢潮”,我國的電池回收仍舊道阻且長,但隨著結束的進步,相信相關的難題都會迎刃而解。
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