近年來(lái),在國(guó)家相關(guān)政策下，大量新能源汽車投入市場(chǎng)的同時(shí),動(dòng)力電池報(bào)廢量也將急劇增長(zhǎng),從而引發(fā)新的行業(yè)思考——退役電池該何去何從?

我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)從2012年開始迅猛增長(zhǎng),到2016年年產(chǎn)量已經(jīng)突破50萬(wàn)輛,預(yù)計(jì)2017年銷量將突破70萬(wàn)輛。根據(jù)新能源汽車動(dòng)力電池5-8年的報(bào)廢年限,業(yè)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),到2020年報(bào)廢量將達(dá)到24.8萬(wàn)噸,而2016年實(shí)際拆解回收不足1萬(wàn)噸。從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā),廢舊動(dòng)力鋰電池中回收鈷、鎳、錳、鋰、鐵和鋁等金屬所創(chuàng)造的回收市場(chǎng)規(guī)模在2018年將超過53億元,2020年將超過100億元,2023年廢舊動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)將達(dá)250億元。

由于動(dòng)力電池中正極材料、電解質(zhì)處理不當(dāng)會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大污染,同時(shí),我國(guó)又必須通過回收利用來(lái)緩解對(duì)鈷等稀缺金屬的嚴(yán)重對(duì)外依賴。所以,動(dòng)力電池回收將成為我國(guó)新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵。為迎接即將來(lái)臨的電池“報(bào)廢潮”,先進(jìn)儲(chǔ)能材料國(guó)家工程研究中心(以下簡(jiǎn)稱:國(guó)家工程中心)從2013年到2017年,利用自建的回收試驗(yàn)平臺(tái),采用濕法冶金和火法冶金兩種方案,通過多批次中試試驗(yàn),取得了產(chǎn)業(yè)化所需要數(shù)據(jù),并進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,得出這兩種工藝均可應(yīng)用于回收產(chǎn)業(yè)化的結(jié)論。

國(guó)家工程中心經(jīng)國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn),由科力遠(yuǎn)聯(lián)合中南大學(xué)、金川集團(tuán)、湖南瑞翔新材料等單位共同籌建,研究團(tuán)隊(duì)由鐘發(fā)平博士領(lǐng)銜,匯集中國(guó)科學(xué)院院士2人,中國(guó)工程院院士3人,長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授2人,國(guó)家級(jí)突出貢獻(xiàn)專家近20人,是我國(guó)在先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)及關(guān)鍵儲(chǔ)能材料領(lǐng)域唯一的國(guó)家級(jí)工程中心。

濕法冶金方案通過拆解、浸出—萃取等工藝流程使廢舊電池“物盡其用”。

國(guó)家工程中心從電池拆解設(shè)備入手,集中多方優(yōu)勢(shì)開發(fā)了高效安全的全自動(dòng)電池拆解設(shè)備(電池脫殼機(jī)、破碎機(jī)、分選機(jī)),申請(qǐng)拆解設(shè)備發(fā)明專利4件,并參與起草有色行標(biāo)《廢舊電池破碎分選回收技術(shù)規(guī)范》。

經(jīng)拆解設(shè)備處理,圓形電池可拆解為鋼殼、鐵材料、活性物質(zhì)粉、鎳材料、隔膜五類材料,方形電池經(jīng)可拆解為鐵材料、活性物質(zhì)粉、鎳材料、隔膜、塑料外殼五類材料。其中鋼殼、鐵材料可直接外售,活性物質(zhì)粉、鎳材料等為浸出-萃取的原材料。在效率上,拆解設(shè)備產(chǎn)能為300kg/h,拆解過程中,鎳、鈷、稀土的綜合回收率超過了99.7%,并極大地節(jié)約了回收成本。

在浸出-萃取技術(shù)上,國(guó)家工程中心已建成浸出-萃取中試線,并在工藝上已申請(qǐng)濕法工藝發(fā)明專利6件。經(jīng)拆解獲得的鎳材料、活性物質(zhì)粉及隔膜(塑料)等電芯材料,在通過浸出-萃取線工藝后,鎳、鈷、稀土得到進(jìn)一步的回收利用。

回收品質(zhì)值得信賴,經(jīng)過中試線多次50Kg/批的中試規(guī)模驗(yàn)證,濕法回收制備的硫酸鎳滿足國(guó)標(biāo)GBT/26524-2011-II類產(chǎn)品要求及國(guó)內(nèi)標(biāo)桿企業(yè)要求;氯化鈷符合國(guó)標(biāo)GB/T26525-2011一等品要求;稀土鹽滿足包鋼稀土企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),均可直接外售。

火法冶金方案是對(duì)濕法冶金方案的有利補(bǔ)充。

國(guó)家工程中心通過對(duì)預(yù)處理方式、電池低冰鎳配比、熔煉溫度、保溫時(shí)間等條件摸索,確定了擠壓破殼-造锍熔煉的火法冶金工藝方案,完成鎳、鈷金屬的綜合回收率大于97%,并申請(qǐng)了4件火法工藝發(fā)明專利。經(jīng)過金川鎳鈷研究院80KVA電弧爐的驗(yàn)證,低鎳硫和廢舊鎳氫電池經(jīng)處理后產(chǎn)生的新低鎳锍,可作為造锍吹煉原料,吹煉產(chǎn)生高鈷鎳锍,經(jīng)過濕法冶金可處理成鎳產(chǎn)品和鈷產(chǎn)品。

造锍吹煉

電池報(bào)廢量的急劇上升并不是“末日”,反而更像是一種契機(jī)。動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)作為新能源市場(chǎng)的一塊“香餑餑”,勢(shì)必引起新的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。國(guó)家工程中心將繼續(xù)以技術(shù)突破為核心,不斷完善動(dòng)力電池回收體系,讓退役電池“有家可回”,在搶占電池回收領(lǐng)域“制高點(diǎn)”的同時(shí),更為中國(guó)環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

）需求旺季疊加供給不足，電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格穩(wěn)步上漲至17.1萬(wàn)元/噸：下半年，無(wú)論3C鋰電還是動(dòng)力鋰電都從9月份開始進(jìn)入消費(fèi)旺季，10月份新能源乘用車銷量更是環(huán)比增長(zhǎng)0.7萬(wàn)臺(tái)至6.5萬(wàn)，同比增長(zhǎng)102%，在新能源汽車積分政策拉動(dòng)和產(chǎn)銷旺季的驅(qū)動(dòng)下碳酸鋰需求強(qiáng)勁復(fù)蘇；同時(shí)，國(guó)內(nèi)疊加環(huán)保督查等因素，鋰鹽生產(chǎn)供給受到?jīng)_擊，而海外7月碳酸鋰凈進(jìn)口量還環(huán)比下滑34.7%至1850.4萬(wàn)噸，特別是對(duì)智利環(huán)比下滑33.5%至1215.2萬(wàn)噸，同比下滑10.%，對(duì)阿根廷環(huán)比下滑65.9%至293萬(wàn)噸，降幅最為明顯；當(dāng)前市場(chǎng)庫(kù)存告急，生產(chǎn)企業(yè)均無(wú)現(xiàn)貨出售，訂單多排到12月份，在供給趨緊、需求趨旺雙輪驅(qū)動(dòng)下，電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格持續(xù)上漲至17.1萬(wàn)元/噸一線，且仍保持較大上漲動(dòng)力。

2)螢石粉漲價(jià)推升成本中樞，氫氟酸裝置停車導(dǎo)致供需失衡，國(guó)內(nèi)無(wú)水氫氟酸市場(chǎng)10月均價(jià)創(chuàng)年內(nèi)新高：在原料端螢石受貨緊支撐價(jià)格不斷上調(diào)，無(wú)水氫氟酸成本中樞上移；同時(shí)，受十九大及環(huán)保因素影響，江西及山東等地生產(chǎn)企業(yè)氫氟酸裝置停車現(xiàn)象較多，造成市場(chǎng)貨源緊張，國(guó)內(nèi)無(wú)水氫氟酸市場(chǎng)均價(jià)已創(chuàng)今年新高至13000元/噸附近。

長(zhǎng)期來(lái)看，六氟磷酸鋰下游市場(chǎng)空間增速空前，2018年需求量或達(dá)到3.4-3.8萬(wàn)噸之間。我們預(yù)計(jì)，2018年全球鋰電池總產(chǎn)量或?qū)⑦_(dá)到182.3GW，按照每1KWh鋰電池，需要消耗1.5Kg電解液進(jìn)行測(cè)算，則需要27.4萬(wàn)噸電解液。 每噸電解液約消耗0.14噸鋰鹽(假設(shè)全部采用六氟磷酸鋰，目前六氟磷酸與電解液1:7比例關(guān)系)，則對(duì)應(yīng)3.8萬(wàn)噸六氟磷酸鋰需求量。2018年全球六氟磷酸鋰需求量達(dá)到3.4萬(wàn)噸較為相近。

2018年，供給新增產(chǎn)能釋放空間有限，有效產(chǎn)量或?yàn)?.36-3.78萬(wàn)噸之間，全球六氟磷酸鋰供需或達(dá)到均衡狀態(tài)。2016年底，全球六氟磷酸鋰產(chǎn)能僅達(dá)到1.8萬(wàn)噸左右，而新增產(chǎn)能主要集中在2017年集中釋放，即使2017年全部規(guī)劃產(chǎn)能均能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)產(chǎn)，全球六氟磷酸鋰產(chǎn)能或?qū)U(kuò)張至3.94萬(wàn)噸/年;預(yù)計(jì)到2018年，全球六氟磷酸鋰產(chǎn)能或?qū)⑦_(dá)到4.2萬(wàn)噸左右，按照全行業(yè)80-90%產(chǎn)能利用率進(jìn)行測(cè)算，有效產(chǎn)量也僅為3.36-3.78萬(wàn)噸之間，與需求基本保持供需均衡格局。因此，長(zhǎng)期來(lái)看，未來(lái)六氟磷酸鋰的供需均衡狀態(tài)或?qū)r(jià)格形成長(zhǎng)期支撐。

2017年為六氟磷酸鋰產(chǎn)能集中投放之年，未來(lái)有效產(chǎn)量或控制在3.36-3.78萬(wàn)噸之間。

與此同時(shí)，電解液成本中原材料六氟磷酸鋰占50%，電解液價(jià)格隨六氟磷酸鋰價(jià)格同步下滑。目前電解液生產(chǎn)成本中原材料由鋰鹽(主要是六氟磷酸鋰)、溶劑和添加劑等組成，其中六氟磷酸鋰占電解液總成本比例高達(dá)50%左右，兩者具有同漲齊跌的屬性。因此，電解液在原材料價(jià)格大幅下滑引導(dǎo)成本下降的同時(shí)，自身價(jià)格也出現(xiàn)大幅回落，2017年第二季度電解液均價(jià)下滑至5.5萬(wàn)元/噸附近。

目前，部分電解液價(jià)格最低已下滑至4.1萬(wàn)元/噸附近，瀕臨六氟磷酸鋰外購(gòu)電解液企業(yè)生產(chǎn)成本線，價(jià)格或?qū)⒅沟蠓€(wěn)。但更重要是的是，截止到10月底，據(jù)中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，電解液報(bào)價(jià)已下滑至4.1-5.6萬(wàn)元/噸附近;在此背景下，具備六氟磷酸鋰自備的企業(yè)將具有較大成本優(yōu)勢(shì)。按照15萬(wàn)元/噸的六氟磷酸鋰外售價(jià)(含稅)為基準(zhǔn)，若電解液價(jià)格從4.1-5萬(wàn)元/噸間波動(dòng)，我們預(yù)計(jì)，六氟磷酸鋰自備的電解液企業(yè)產(chǎn)品毛利率位于27.8%-40.8%之間，而外購(gòu)六氟磷酸鋰為原料的電解液企業(yè)產(chǎn)品毛利率或在11.2%-27.2%之間。因此，從企業(yè)盈利的角度考慮，電解液價(jià)格也或止跌企穩(wěn)。