鋰電池的梯次利用和回收主要基于環(huán)境保護、資源節(jié)省嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-26 14:56
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環(huán)境保護：鋰電池的正極材料里包含鎳、鈷、錳、鋰等重金屬元素，這些重金屬元素會對環(huán)境、水等造成污染；負極材料里面的碳材、石墨等會造成粉塵污染；此外，鋰電池的電解液中含有有毒的化學(xué)成分，也會造成氟污染。
資源節(jié)?。轰囯姵刂泻写罅康慕饘僭?，鎳、石墨等我國比較多，但是像鈷之類的金屬元素是我國稀缺的；中國的鋰元素絕對含量很多，但是開采難度比較大，一般都分布在西藏、青海、四川等條件比較艱苦的礦山；鹽湖鋰里面鎂離子含量比較高，提取鋰的難度也很大。
有利可圖：做鋰電池的梯次利用及資源化回收還是能形成商業(yè)化的，因為最近幾年汽車行業(yè)大量轉(zhuǎn)入電動化，鋰電池需量增加，導(dǎo)致上游的貴金屬材料價格非常高，金屬鈷價格為60萬/噸，鎳10萬/噸，碳酸鋰17萬/噸，金屬鋰90萬/噸。
1、政策支持
最早在2012年的時候，國務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提到了“制定動力電池回收利用管理辦法”；
鋰電池梯次利用及資源化回收最全面分析
2014年國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見》，研究制定動力電池的回收利用政策；
2015年財政部、科技部、工信部、發(fā)改委在《關(guān)于2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知》中提到“要讓電動汽車及動力電池企業(yè)承擔(dān)廢舊電池回收的主體”；
2016年，發(fā)改委、工信部、環(huán)保局、商務(wù)部及質(zhì)檢總局又相應(yīng)的發(fā)布了一系列政策，到目前為止，專門針對鋰電池回收的政策總共有20多項。
2018年3月，七部委聯(lián)合發(fā)布了最新的《關(guān)于開展新能源汽車動力蓄電池回收利用試點工作的通知》。
梳理這些政策，可以歸納出以下四點：
國家各部委主張動力電池先進行梯級利用，再進行資源化回收；
落實生產(chǎn)者責(zé)任延伸，即“誰生產(chǎn)，誰負責(zé)”；
建立動力電池的回收利用體系，開展一些試點項目，建立回收化網(wǎng)絡(luò)及信息監(jiān)管；
行業(yè)規(guī)范不斷完善，國家對企業(yè)的資質(zhì)要求逐步清晰。
2、市場規(guī)模
鋰電池整體可以分為三大類：
消費類電池：用在手機、IPAD、筆記本電腦等消費類電子產(chǎn)品上的電池，以鈷酸鋰電池為主；
動力電池：用在新能源汽車上的電池，乘用車上主要是三元電池，商用車主要是磷酸鐵鋰電池；
儲能電池：用在充電站、火電站、商用儲能等方面的電池，主要使用的是磷酸鐵鋰電池。
梯次利用是什么？舉個例子，例如將電池用在新能源汽車上，電池充滿電的時候是100%的能量，當電池使用一段時間后，電量會衰減，當電量衰減到80%的時候就不能使用在汽車上，這就進行了第一階段的利用；從汽車上衰減下來的電池，電量從80%-20%的區(qū)間可以做梯次利用，例如應(yīng)用在低速車、電動三輪車、電動摩托車、充電站儲能、火電站削峰填谷、光伏等方面；電量在20%以下的電池可以認為完成了它的壽命周期，這時候就可以進行回收。這樣就把整個電池的使用按照容量分為了三部分：汽車用、梯次利用、報廢回收。
鋰電池梯次利用及資源化回收最全面分析
2017年中國新能源汽車的產(chǎn)銷量在80萬輛左右，全球來看總共為130萬輛；預(yù)計到2020年我國的新能源汽車將達到300萬輛，全球?qū)⑦_到500萬輛。根據(jù)新能源汽車的銷量測算，到2020年鋰電池的需求將達到250GWh，這部分電池的衰減需要逐步回收利用。
根據(jù)近年新能源汽車動力電池的需求量測算，乘用車電池容量從100%到80%的時候，壽命在5年左右，商用車在3年左右，我國新能源汽車大規(guī)模使用在2014年，以此推算，到2018年左右動力電池將進入大規(guī)模的退役階段，換句話說，2018年真正開始做鋰電池回收就會迎來新的風(fēng)口，即下一個增長點。根據(jù)高工鋰電、各大券商等的測算，2018年預(yù)計將有11GWh的電池退役，對應(yīng)的市場空間在60億左右；2020年的市場空間在150億，2023年達到400億，從2018年到2023年，年復(fù)合增長率達到50%，可以說鋰電池的回收會成為下一個市場風(fēng)口。
鋰電池梯次利用及資源化回收最全面分析
據(jù)高工鋰電的統(tǒng)計，2017年鋰電池的回收量在8萬噸，市場規(guī)模在30-40億左右。在這8萬噸中，電池拆解占到95%，沒有進行梯次利用，目前梯次利用市場推廣不利的原因主要有以下幾點：
前幾年的電池技術(shù)安全性問題比較突出；
報廢量比較少，標準化程度不高，進行梯次利用的匹配比較困難；
儲能市場還沒有大規(guī)模釋放。
技術(shù)路線
1、技術(shù)標準
鋰電池梯次利用及資源化回收最全面分析
我國在《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》中要求：濕法冶煉條件下，鎳鈷錳的綜合回收利用率不低于98%，火法冶煉的回收利用率不低于97%。目前國內(nèi)比較領(lǐng)先的企業(yè)像邦普等已經(jīng)基本達到了標準。
2、磷酸鐵鋰
動力電池主要分為磷酸鐵鋰，用在商用車上，和三元電池，用在乘用車上，相比較而言，磷酸鐵鋰更適合梯次利用。這兩種電池的性能不太一樣，磷酸鐵鋰的循環(huán)壽命更長，電量從100%衰減到80%壽命可以達到2000-6000次。
鋰電池梯次利用及資源化回收最全面分析
寧德時代做過上述測算，退役之后的磷酸鐵鋰動力電池可以作為儲能電池使用至少5年。磷酸鐵鋰如果直接報廢、拆解回收，收益有限，其成分鐵不值錢，鋰的含量又非常少，1噸磷酸鐵鋰的回收經(jīng)濟收益在10000左右，如果用作梯次利用收益在30000-40000左右，所以從這兩個方面來看，磷酸鐵鋰比較適合梯次利用。
3、梯次利用
鋰電池梯次利用及資源化回收最全面分析
梯次利用的流程可以分為三步：先對回收的電池進行篩選，然后進行電池的串并聯(lián)，第三步進行充放電的管理，外加入BMS，設(shè)計容量和功率的匹配。一般電池容量與功率的匹配比為8:1，放電倍率在0.125C。
梯次利用的關(guān)鍵技術(shù)在于兩個：
離散整合技術(shù)：不同電池的pack技術(shù)不同，拆解完需要對不同的單體電池根據(jù)電池模組的性能、壽命等進行整合；
全生命周期追溯技術(shù)：通過BMS提供的SOC、SOH、SOP技術(shù)指標進行估算。
國家要求構(gòu)建新能源汽車國家監(jiān)測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺，平臺以電池生產(chǎn)時的編碼為信息載體，一直到電池死亡進行全生命周期的追溯和數(shù)據(jù)記錄。
4、資源化回收
磷酸鐵鋰壽命比較長，而三元電池的循環(huán)壽命在800-2000次左右，比較短；三元電池的安全性也沒有鐵鋰電池的好，著火點比較低，不適合用于儲能電站、通訊基站等環(huán)境復(fù)雜的領(lǐng)域。
鋰電池梯次利用及資源化回收最全面分析
此外三元電池所含的鎳鈷錳價格比較高，即使直接拆解，收益也很可觀。所以相比而言，三元電池更適合拆解回收。三元電池拆解回收的價格在40000-50000元/噸，如果將拆解下來的鎳鈷錳再去做三元材料的前驅(qū)體，價格更高，以寧德時代為例，單價在80000元/噸。
資源化回收分兩個階段：回收的電池先進行預(yù)處理，放電，除去外包裝，手工拆解分離得到電芯；然后再回收。
