1.空間廣闊、電池回收行業(yè)景氣將至 循環(huán)利用前景廣闊、電池回收未來(lái)可期 退役動(dòng)力電池的循環(huán)利用主要手段為梯次利用以及報(bào)廢回收。不同材料的動(dòng)力電池在使用壽命上存在一定差異,如磷酸鐵鋰電池的循環(huán)壽命較長(zhǎng),在同樣的循環(huán)次數(shù)下,其相對(duì)容量將顯著高于三元電池。因此,對(duì)于不同材質(zhì)的動(dòng)力電池目前有兩種回收處理方式,第一種為報(bào)廢拆解,即對(duì)使用壽命短的電池,直接對(duì)電池進(jìn)行拆解處理,提取內(nèi)部可回收金屬;第二種為梯次利用回收,即將剩余容量較高的退役電池在低要求的電池領(lǐng)域進(jìn)行二次使用。 梯次利用回收:技術(shù)不斷突破,未來(lái)空間廣闊 電池梯次利用流程較長(zhǎng),需涉及監(jiān)測(cè)、打包重組等多個(gè)環(huán)節(jié)。由于不同應(yīng)用場(chǎng)景下對(duì)梯次利用電池的要求不同,因此在廢舊電池的梯次利用過(guò)程中必須首先對(duì)每個(gè)單體電池的性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)。但由于廢舊電池多以電池包的形式流向市場(chǎng),導(dǎo)致每次對(duì)單體電池的檢測(cè)都要先將電池進(jìn)行拆解。在此情況下,目前退役電池的梯次利用流程涉及的步驟及技術(shù)也較為復(fù)雜。 梯次利用的退役電池目前主要被應(yīng)用于儲(chǔ)能、電信基站、低速電動(dòng)車等領(lǐng)域。在儲(chǔ)能領(lǐng)域中,目前我國(guó)較為成功的項(xiàng)目有比克電池在 2019 年 8 月落地的電池整包梯次利用項(xiàng)目,這一項(xiàng)目將退役的磷酸鐵鋰電池及三元電池進(jìn)行混合使用,在國(guó)內(nèi)具有較為領(lǐng)先的示范意義;在基站電源方面, 退役的磷酸鐵鋰電池在體積以及室外條件的使用效率方面均較普通鉛酸電池更具優(yōu)勢(shì),中國(guó)鐵塔已于 2018 年開(kāi)始對(duì)其旗下基站統(tǒng)一采購(gòu)梯次利用電池;在低速電動(dòng)車方面,杭州鑼卜科技以及國(guó)網(wǎng)浙江電力公司已率先將梯次利用電池應(yīng)用到了電動(dòng)三輪車以及電動(dòng)自行車方面。 梯次利用技術(shù)可突破領(lǐng)域較多,未來(lái)空間廣闊。在電池的梯次利用過(guò)程中存在五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),包括健康狀態(tài)和殘值評(píng)估、快速分選、有效均衡、 應(yīng)用場(chǎng)景分析以及再退役評(píng)估。對(duì)于目前而言,動(dòng)力電池的梯次回收技術(shù)由于尚存一定技術(shù)限制,因此其經(jīng)濟(jì)效益并不明顯,未來(lái)隨著上述各項(xiàng)技術(shù)相繼取得突破,動(dòng)力電池梯次利用回收的經(jīng)濟(jì)性也將逐步凸顯。 報(bào)廢拆解回收:2030 年或達(dá)千億規(guī)模 報(bào)廢拆解回收流程相對(duì)簡(jiǎn)潔,為目前電池回收的主要技術(shù)手段。在動(dòng)力電池的報(bào)廢回收過(guò)程中,其工業(yè)流程主要包括預(yù)放電、拆解、篩選、剝 片、純化、在生產(chǎn)等流程,其過(guò)程較電池的梯次利用省去了檢測(cè)、修復(fù)、 重組、認(rèn)證等眾多過(guò)程。而由于報(bào)廢回收技術(shù)流程較為簡(jiǎn)單,且梯次利用后的電池仍需通過(guò)報(bào)廢拆解進(jìn)行處理,因此目前電池回收企業(yè)多從事拆解回收。 獲政策大力支持,電池回收蓄勢(shì)待發(fā) 廢舊動(dòng)力電池中包含眾多重金屬物質(zhì),對(duì)環(huán)境影響較為嚴(yán)重。鋰離子電池所包含的主要污染物為其正極材料及電解液,其中在正極材料中,三元正極中的鈷元素為有毒物質(zhì),同時(shí)鎳、錳等金屬元素也會(huì)對(duì)土壤造成污染;在電解液中,目前常用的電解液六氟磷酸鋰在遇水后會(huì)產(chǎn)生氯化氫物質(zhì),造成環(huán)境污染,且有機(jī)溶劑中的 DMC 也對(duì)環(huán)境有害。因此對(duì)于退役電池如果不做回收處理則將引發(fā)較為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,這一情況也將倒逼國(guó) 家或相關(guān)企業(yè)對(duì)電池回收予以重視。 近年來(lái)我國(guó)頻繁出臺(tái)相關(guān)政策,助力動(dòng)力電池回收利用。自 2012 年以來(lái),我國(guó)相繼出臺(tái)多項(xiàng)動(dòng)力電池回收相關(guān)的重要法律法規(guī),其中較為關(guān)鍵的有 2018 年工信部等部門所發(fā)布的《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理 暫行辦法》,在這一法案中,我國(guó)政府對(duì)于動(dòng)力電池回收的生產(chǎn)責(zé)任制進(jìn)行了明確的要求,提出汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)動(dòng)力蓄電池回收的主體責(zé)任。同年,工信部、科技部等七部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于做好新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用試點(diǎn)工作的通知》,要求加強(qiáng)與試點(diǎn)地區(qū)和企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)交流及合作,促進(jìn)形成跨區(qū)域、跨行業(yè)的協(xié)作機(jī)制,動(dòng)力電池回收項(xiàng)目推廣開(kāi)始。2020 年,工信部發(fā)布《2020 年工作節(jié)能與綜合利用工作要點(diǎn)》,要求深入開(kāi)展試點(diǎn)工作,加快探索推廣技術(shù)經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、環(huán)境友好的回收利用市場(chǎng)化模式,培育一批動(dòng)力蓄電池回收利用骨干企業(yè)。未來(lái)行業(yè)內(nèi)各領(lǐng)先企業(yè)或 將持續(xù)受到政策的助力。 2.工藝成熟、三大工藝齊頭并進(jìn) 退役電池的主流回收方法有物理回收,濕法回收以及熱法回收。物理回收是使用精細(xì)拆解及材料修復(fù)等技術(shù)進(jìn)行回收,可以全自動(dòng)無(wú)污染拆解, 經(jīng)濟(jì)性較好。濕法回收主要包括化學(xué)沉淀、溶劑萃取以及離子交換等三種方法,其反應(yīng)速度較慢且工藝較為復(fù)雜,但由于此法對(duì)設(shè)備等要求較低, 且產(chǎn)品純度較高,因此此法為目前主流的電池回收工藝。熱法回收主要包 括機(jī)械分選法和高溫?zé)峤夥?,是直接?shí)現(xiàn)各類電池材料或者有價(jià)金屬回收的方法,其工藝較為簡(jiǎn)單,但存在回收率低、能耗較高及污染等問(wèn)題。 物理回收經(jīng)濟(jì)性較高 物理回收工藝分為自動(dòng)化拆解和回收再制造兩個(gè)環(huán)節(jié)。其中自動(dòng)化拆解是將廢舊鋰離子電池通過(guò)放電、拆解得到的電池內(nèi)部成分進(jìn)行銷售或回收處理。而拆解得到的電池芯包經(jīng)過(guò)精細(xì)粉碎和分類等一系列手段,得到正極粉和負(fù)極粉等有價(jià)值的產(chǎn)物?;厥赵僦圃焓峭ㄟ^(guò)將自動(dòng)化分解中有價(jià) 值的產(chǎn)物通過(guò)成分調(diào)整、材料修復(fù)等工藝進(jìn)行電池再制造。 三元電池的物理回收工藝具有較高收益。根據(jù)《動(dòng)力電池梯次利用場(chǎng) 景與回收技術(shù)經(jīng)濟(jì)性研究》中的調(diào)研結(jié)果及測(cè)算,在物理回收技術(shù)下,廢舊三元電池以及磷酸鐵鋰電池的回收與拆解成本為平均 13264 元/噸以及 8364 元/噸;收益分別為 16728 元/噸以及 7703 元/噸?;谠摻M數(shù)據(jù),物理法的回收收益將達(dá)到全部三種工藝技術(shù)的最高水平。另一方面,本組數(shù)據(jù)相對(duì)較為久遠(yuǎn),隨著近年來(lái)新能源金屬價(jià)格價(jià)格的普遍上行,目前三元電池的回收收益將進(jìn)一步提高,而磷酸鐵鋰電池方面,隨著技術(shù)的進(jìn)步以及磷酸鐵鋰價(jià)格的上行,其回收利用的收益空間也將逐步打開(kāi)。 濕法回收應(yīng)用范圍最廣 濕法回收技術(shù)主要指采用酸堿溶液對(duì)電極材料中的固態(tài)金屬物質(zhì)進(jìn)行提取。在濕法回收流程中,首先將廢舊鋰離子電池進(jìn)行分選分類、去殼后 溶于酸堿溶液中,再?gòu)娜芤褐休腿〕鲇袃r(jià)值的金屬元素,最后通過(guò)離子交 換法和電沉積等手段提取出硫酸鈷和碳酸鋰等有價(jià)值的金屬。 濕法回收技術(shù)優(yōu)劣勢(shì)明顯,為我國(guó)主要?jiǎng)恿﹄姵鼗厥展に?。從濕法回收技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來(lái)看,該工藝相對(duì)更為成熟,且對(duì)于電池中的金屬物質(zhì)回收效率較高;劣勢(shì)方面,濕法回收流程相對(duì)較長(zhǎng),且在回收過(guò)程中涉及鹽酸 等腐蝕性溶劑的運(yùn)用,因此在污染治理方面存在較高成本。由于目前我國(guó) 電池回收行業(yè)尚不甚規(guī)范,行業(yè)內(nèi)中小產(chǎn)能較多,因此在行業(yè)的污染治理 方面尚未有較為嚴(yán)格的管控措施,濕法回收技術(shù)已憑借其工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)成為了目前我國(guó)動(dòng)力電池回收的主流技術(shù)。 熱法回收工藝相對(duì)簡(jiǎn)單 熱法回收工藝主要通過(guò)高溫手段從廢舊電池中對(duì)金屬及其化合物進(jìn)行提取。通過(guò)高溫焚燒,廢舊動(dòng)力電池中的有機(jī)粘結(jié)劑可被轉(zhuǎn)化為氣體形式進(jìn)行去除,而電池中的金屬及各類化合物則將在高溫環(huán)境下發(fā)生氧化還原反應(yīng),并在隨后通過(guò)冷凝的方式被逐步分類。最終經(jīng)高溫焚燒后的廢電池 渣則將進(jìn)一步通過(guò)磁選等方式進(jìn)一步提純。 熱法回收的預(yù)處理過(guò)程主要分為高溫及低溫兩種形式。高溫焙燒可將電池中的各類金屬氧化物還原為單質(zhì)金屬或合金,便于后續(xù)的分離處理。而低溫焙燒主要用于對(duì)電池中的各類有機(jī)物進(jìn)行處理,通過(guò)低溫焙燒,電極中的氧化物將發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被去除。 熱法回收工藝回收工藝簡(jiǎn)單,適合大規(guī)模處理。從熱法回收的優(yōu)勢(shì)上來(lái)看,熱法回收的工藝流程較短且操作相對(duì)簡(jiǎn)單,同時(shí)適合對(duì)大規(guī)模的廢舊電池進(jìn)行處理,因此該工藝也受到了市場(chǎng)廣泛的研究。但從缺點(diǎn)上看, 熱法回收工藝在大規(guī)模處理廢舊電池時(shí)易排放出一定的有害氣體,在回收是需要配套相應(yīng)的尾氣回收設(shè)備。此外,熱法回收技術(shù)也在電力消耗方面存在一定要求。 3. 模式清晰、行業(yè)聯(lián)盟或是最優(yōu)路徑 我國(guó)廢舊動(dòng)力電池回收模式尚處探索初期,未來(lái)或存三種商業(yè)模式。以電動(dòng)汽車消費(fèi)者為起點(diǎn),實(shí)現(xiàn)重度廢舊電池的回收利用的途徑主要有三種。第一種模式是動(dòng)力電池企業(yè)通過(guò)已有的經(jīng)銷銷售以及服務(wù)網(wǎng)絡(luò)渠道進(jìn)行回收;第二種模式是由行業(yè)內(nèi)的電池生產(chǎn)商及電動(dòng)汽車生產(chǎn)商或電池租賃公司組成行業(yè)聯(lián)盟,共同負(fù)責(zé)電池的回收;第三種是交由第三方回收企業(yè)進(jìn)行回收。 動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)是電池回收的重要責(zé)任方之一,但以其為主體的回收模式存在規(guī)模限制。以動(dòng)力電池生產(chǎn)商為主導(dǎo)的商業(yè)模式擁有較為多元 的電池回收渠道,動(dòng)力電池的生產(chǎn)商可依靠電動(dòng)汽車經(jīng)銷商所構(gòu)建的渠道進(jìn)行電池回收,同時(shí)電池生產(chǎn)商也可與汽車拆解企業(yè)以及電池租賃公司合作完成電池回收。在這一模式中,由于各電池廠商所產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格各有不同,在此模式下行業(yè)的運(yùn)行效率也或?qū)⒋嬖谝欢ǖ淖璧K,難以形成規(guī)模效應(yīng)。 第三方回收回收模式為當(dāng)前的主流回收模式,但其發(fā)展存在渠道限制。隨著新能源動(dòng)力電池退役潮的逐步啟動(dòng),目前已有越來(lái)越多的專業(yè)電池回收企業(yè)注冊(cè)成立。由于第三方企業(yè)專司電池回收業(yè)務(wù),其回收的專業(yè)性或比電池或者汽車生產(chǎn)企業(yè)更強(qiáng),但由于第三方回收企業(yè)在行業(yè)初期缺少專業(yè)、高效的電池回收渠道,因此該商業(yè)模式未來(lái)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)或?qū)⒏蛹ち?,未?lái)或?qū)⒂卸鄶?shù)第三方回收企業(yè)被行業(yè)淘汰。 行業(yè)聯(lián)盟回收模式下各企業(yè)可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。行業(yè)聯(lián)盟是指將動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)、新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)、第三方動(dòng)力電池回收利用企業(yè)等有重要主體聯(lián)合起來(lái),形成一個(gè)統(tǒng)一的回收組織。在這一聯(lián)盟中,動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)可提供電池并為新電池提供銷路,汽車廠商可為廢舊電池提供回收渠道,第三方回收企業(yè)則通過(guò)自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池的高效回收。在各方優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)互足下,行業(yè)聯(lián)盟電池回收模式或?qū)⒊蔀槲磥?lái)動(dòng)力電池回收行業(yè)的主要商業(yè)模式。 三種行業(yè)模式各有所長(zhǎng),行業(yè)聯(lián)盟或?qū)⒊蔀槲磥?lái)主要的商業(yè)模式。從三種商業(yè)模式的對(duì)比情況來(lái)看,行業(yè)聯(lián)盟模式在動(dòng)力電池的回收方面將擁有顯著優(yōu)勢(shì),同時(shí)在經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)方面也可通過(guò)合作承擔(dān)的方式來(lái)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分散。盡管在此模式的發(fā)展初期可能存在一定的溝通阻礙,但隨著相關(guān)信息基礎(chǔ)建設(shè)的逐步完善,未來(lái)這一商業(yè)模式或?qū)⒊蔀樽顬楦咝У哪J街弧?/section> 來(lái)源:未來(lái)智庫(kù) 原文始發(fā)于微信公眾號(hào)(鋰電產(chǎn)業(yè)通):動(dòng)力電池回收行業(yè)蓄勢(shì)待發(fā) 文章導(dǎo)航 動(dòng)力電池行業(yè)“擴(kuò)產(chǎn)潮”還在繼續(xù) 多氟多采購(gòu)鋰電設(shè)備交易額3.29億