鋰電池何去何從,鋰電池的回收技術(shù)及應(yīng)用分析
來源:寶鄂實業(yè)
2019-04-14 10:17
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針對動力電池回收需求,國家已通過《生產(chǎn)者責任延伸制度推行方案》《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》建立起政策框架,相關(guān)細則亦在推進。鋰電池回收兼具環(huán)保性和經(jīng)濟性,是構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)的關(guān)鍵。梯次利用通過延長其動力電池使用期限的方式實現(xiàn)經(jīng)濟;原料回收通過直接收回元素實現(xiàn)經(jīng)濟性。同時鋰電池回收具有環(huán)保的必要性。
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國內(nèi)市場單年報廢增量為:0.61,3.9,22,28.65萬噸(2017-2020);另一種算法,按照動力電池出貨量計算,在2016年30.7GWh,平均140Wh/kg的質(zhì)量比能量的基礎(chǔ)上估算,按4年壽命,2020年的新增報廢量也達到了20萬噸,這僅是未考慮歷年累計值的結(jié)果。
但為什么說它涂著“芥末”,因為目前這幾個方面“難以下咽”:
第一 上游來源難。目前電池回收的來源,一是生產(chǎn)中的B品以下電池,包括研發(fā)過程中需報廢的電池包,二是車輛退役下來的電池包;這兩部分的狀態(tài)存在量小且產(chǎn)品型號參差不齊的狀況,給回收的來源增加了收集成本;
第二 中游物流難。一個動力電池包重量一般大于200kg,搬運需要借助叉車等輔助手段,而退役電池運輸又需要危險品運輸資質(zhì),儲存也需要合適環(huán)境的倉庫,如果長期放置,定期還需要進行絕緣檢測,對電池狀態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)控,等維護成本,所以不立即回收,廢舊電池真可謂“燙手山芋”。
第三 下游回收難。電池回收單從利潤角度看,回收材料獲得的收益還不能完全覆蓋材料分解工藝的成本。而電池拆解及材料回收工藝本身還需要大量的資金投入,回收廠商動力不足。
誰會來接動力電池回收的“最后一棒”
1.“最后一棒”會是社會群體還是專業(yè)公司?
既然目前“接棒”動力不足,我們不妨借鑒更成熟的鉛酸電池回收現(xiàn)狀來推測動力鋰電回收未來,以下是我國鉛酸電池回收的現(xiàn)狀:
· 資質(zhì)的廢舊蓄電池回收資質(zhì)的公司有34家;
· 國內(nèi)每年產(chǎn)生廢舊鉛酸蓄電池約350萬噸;
· 國內(nèi)廢鉛酸蓄電池回收存在三大主體:社會群體回收量占總量的85%以上,再生鉛生產(chǎn)企業(yè)的回收量約占8%,蓄電池分銷商的回收量約為7%。(以上為《中國環(huán)境報》報道數(shù)據(jù))
為什么通過正規(guī)渠道回收的再生鉛比例如此之低(15%),筆者認為主要兩個方面,第一回收技術(shù)門檻低,取出鉛板,到掉酸液,用鍋加熱融化后,利用密度的差異就可以提煉出鉛;第二,鉛酸電池的分布分散,主要集中于汽車12V電源,電動自行車,電信基站后備電源等,單體可回收容量低而又分布范圍廣,并不利于大規(guī)模的整體回收。
上市公司鉛酸回收的企業(yè)情況如何呢:
·“豫光金鉛2015年發(fā)行股票數(shù)量不超過9200萬股,發(fā)行底價為20.08元/股,擬募集資金總額不超過18.47億元,擬投入廢鉛酸蓄電池回收網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)項目、三期廢鉛酸蓄電池綜合處理工程項目、廢鉛酸蓄電池塑料再生利用項目、含鋅銅渣料資源綜合利用項目,并用于償還銀行貸款。公司股票于7月3日起復牌交易。”
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數(shù)據(jù)來源:大智慧上市公司公開資料
· 南都電源
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數(shù)據(jù)來源:大智慧上市公司公開資料
以上材料表明我國鉛酸電池回收的現(xiàn)狀:首先大規(guī)模鉛回收是賺錢的,但是毛利很低(典型值小于10%);專業(yè)回收原料不足(專業(yè)回收15%),大部分鉛被社會群體回收。
那么,未來動力鋰電回收也會是這樣的情況嘛,筆者認為并不然,原因有三:
· 不正規(guī)處置的后果不同。鉛酸污染在于無形的化學污染,緩慢而不易察覺,而動力鋰電真正的化學污染較鉛酸低,但有形的高壓體系卻帶來了直接的安全隱患,不正確處置會燃燒爆炸,勢必引來更明顯的安全隱患和更強的監(jiān)管;
· 回收的技術(shù)門檻不同。從車上退役的電池一般以電池包形態(tài)存在,目前電池包電壓大于300V是常態(tài),未來500-600V的包將大量出現(xiàn),對于沒有經(jīng)過高壓安全培訓的人,拆解這樣的電池包可以說是無從下手,安全風險極大;而即便順利進行了電池包的拆解,鋰電電池復雜的化學體系構(gòu)成,又增加了回收工藝的復雜性;
· 回收的集中度不同。鉛酸電池單車體積當量小,集中處置不方便;但搭載動力鋰電的乘用車及商用車單位處置量較集中,而伴隨著今年物流車的放量,運營公司集中采購的電動物流車也將迎來集中處理的未來。
綜上所述,動力鋰電的處理較鉛酸電池的處理來說,會更集中,而且專業(yè)化程度更高,專業(yè)的回收公司將扮演重要的角色。
2.“最后一棒”會是哪類專業(yè)公司?
誰愿意來接動力鋰電回收的“最后一棒”,我們回到問題本質(zhì),愿意接必然能是得到利益或者被迫于義務(wù)。
綜合來看回收的驅(qū)動力包括三部分:梯次利用價值+回收的材料價值+政府政策驅(qū)動,梯次的價值在于好電池的剩余價值大于來源渠道獲得價值;材料回收的價值在于處理電池成本低于回收得到的材料成本;政策驅(qū)動力在于獲得的正向補貼收益大于逆向違規(guī)成本,咱們可以一個個分開來分析:
首先是梯次利用。這其實是“回收”過程中“較輕松”的環(huán)節(jié),甚至不能定義為回收,誰會來做?顯然如果能產(chǎn)生利潤的話,整車廠和電池廠直接投資來做是更有優(yōu)勢的,因為作為梯次利用能否盈利的兩大核心,第一在于“好電池”的篩選,第二在于低成本的電池組的重構(gòu);
“好電池”的篩選?;厥战嵌热绾卧u價電池好,固然,作為第三方的回收公司可以拿到電池后再通過對電池進行測試來判斷,例如測量報廢電池的電壓內(nèi)阻,復雜一點可以拆成單體后,打HPPC,或者進行一些溫度耐久試驗來做更深層次的判斷,但是顯然電池在“巔峰”時期效力的歷史數(shù)據(jù)是拿不到的,有些電池是否經(jīng)歷過過充過放,單從開路電壓和交流內(nèi)阻的測量是無法判斷的,而這些卻是電池的原廠家或者整車廠可以通過讀DTC或者標定的歷史數(shù)據(jù)所獲得的;另一方面電池的衰減曲線往往也是“原產(chǎn)地”有更深入的研究,有些電池在設(shè)計時比如到80%容量以后,再進行循環(huán),電池實際衰減就會陡降,這些往往都是第三方想做梯次利用公司所不了解的設(shè)計細節(jié);
電池組的重構(gòu)。這一塊顯然也是需要動力電池在設(shè)計之初就應(yīng)該在模塊結(jié)構(gòu)和BMS設(shè)計方面考慮的,如何降低電池的重構(gòu)成本,如何將電池單體設(shè)計成一個全壽命周期緩慢衰減的電池,日歷壽命的使用時間足夠長,電池注液量與保液能力的考慮,這其實是需要權(quán)衡的,需要站在電池全生命周期的角度去考慮。顯然這些也都是應(yīng)該在電池出廠前就應(yīng)該完成的,因此曉宇認為這一塊也是電池廠或者整車廠(整車的pack廠)具有優(yōu)勢的地方,他們來做更有可能利益最大化。目前出貨量較大的北汽,BYD等整車廠以及CATL,合肥國軒等電池廠均展開了梯次利用業(yè)務(wù)的布局。
















