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废旧动力电池回收行业报告:现状、技术、市场、政策、商业模式面面观

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时间:1900/1/1 0:00:00

日前,《废旧动力电池回收利用行业报告》发布。发展锂电池回收利用和分步利用,不仅可以避免资源浪费和环境污染,还可以产生可观的经济效益和投资机会。以下,我们将从废旧动力电池的现状、市场、技术、政策和商业模式等方面进行详细深入的解读。

Beijing, BMW, Honda, Discovery, Nissan

动力锂电池的需求和报废量正在增加。

2015年,我国锂电池总产量为47.13Gwh,其中动力电池产量为16.9Gwh,占比36.07%;消费类锂电池产量为23.69Gwh,占比50.26%;储能锂电池产量为1.73Gwh,占比3.67%。

权威机构估计,到2020年,动力锂电池的需求量将达到125Gwh,报废量将达到32.2Gwh,约50万吨;到2023年,废料将达到101Gwh,约116万吨。巨大的动力锂电池市场将伴随着锂电池回收和下游梯级利用的行业机会。发展锂电池回收和梯级利用,不仅可以避免资源浪费和环境污染,还可以产生可观的经济效益和投资机会。

2016年上半年,中国新能源汽车产销分别达到17.7万辆和17万辆,仍然是全球最大的新能源汽车市场。1-2月,受春节及政策因素影响,产销均处于低位。随着政策调整的推进,上半年新能源汽车从3月到6月逐步恢复,并在6月冲刺至3.5万辆的水平。下半年7-8月,新能源汽车处于3万辆左右的稳定状态,等待进一步的增长势头。

据中国汽车协会统计,8月份,新能源汽车生产21303辆,销售18054辆,分别增长2.9倍和3.5倍,其中纯电动汽车生产和销售13121辆,纯电动汽车12085辆,分别上涨3.8倍和6.1倍,生产和销售插电式混合动力汽车8182辆和5969辆,分别增长了2倍和1.6倍。

根据工信部相关政策规定,综合考虑规模效应和技术进步等因素,纯电动乘用车补贴标准逐年下降。此外,在16年的上半年,政府加大了对欺诈行为的侦查力度后,曾考虑调整和修改政策。

国家将多方面完善补贴政策,研究建立动态调整机制,调整产品结构,提高补贴产品的先进水平。

政府对欺诈行为的调查将有助于规范行业发展,增强自主技术研发和产业升级的动力;

这也有助于防止行业产能过度扩张,改善新能源汽车行业发展的政策和制度环境。

新能源汽车产业目前和未来3-5年仍将处于快速发展阶段。政策转变和产业结构调整是使产业发展更加健康和完善的必由之路。随着电动汽车技术的不断升级和产业集中度的不断提高,未来该行业仍将经历快速发展。

权威机构综合考虑补贴因素的变化、充换电设施数量、油电价差和电力产品性能等因素,建立了如图所示的预测:

Beijing, BMW, Honda, Discovery, Nissan

动力电池的需求和报废不仅与新能源汽车的新产量密切相关,还与不同车型的比例、电池技术路线的转移趋势、不同动力电池的使用寿命以及不同电动汽车的报废年限有关。目前,行业平均标准如下,可作为预测动力电池需求和报废的假设条件:

不同动力电池的平均质量分别为:插电式乘用车275公斤、插电式商用车235公斤、纯电动乘用车550公斤和纯电动商用车1900公斤

;

据公路部门统计,轿车和轻型车年均行驶里程为5万公里,中型车为4万公里,重型车为3万公里。在同等驾驶条件下,纯电动乘用车动力电池的使用寿命约为4-6年;然而,纯电动商用车日常行驶次数多、里程长、充电频繁,其动力电池的使用寿命约为2-3年。

目前,我国私人乘用车的平均退役年限为12-15年,商用车的强制退役年限为10年。电动汽车的动力电池在其生命周期中至少更换两次,动力电池的生命周期会因不确定因素(事故、人为原因等)而不断变化。

根据权威机构的计算,2020年商用车(假设电池寿命为三年)和乘用车(五年)使用的动力锂电池报废量将分别达到27Gwh和4.2Gwh,2023年将分别达到84Gwh、17.5Gwh。

据估计,从废旧动力锂电池中回收钴、镍、锰、锂、铁、铝等金属所创造的市场规模将在2018年开始爆发,达到52亿元,2020年达到136亿元,2023年超过300亿元。

如果这些因新能源汽车产业发展而产生的废弃电池得不到妥善处理,将对环境造成极大污染;此外,废旧锂离子电池资源丰富,以下部门将分析锂离子电池回收的技术可行性和成本经济性。

废动力锂电池资源丰富,其中钴和锂的潜在价值最高。

构成锂离子电池的阳极、阴极、隔膜、电解质和其他材料含有大量有价值的金属。不同动力锂电池正极材料中有价金属的成分不同,其中电位值最高的金属包括钴、锂和镍。例如,三元电池中锂的平均含量为1.9%,镍为12.1%,钴为2.3%;此外,铜和铝的比例分别达到了13.3%和12.7%,如果能够合理回收,将成为创收和降低成本的主要来源。

Beijing, BMW, Honda, Discovery, Nissan

钴是一种银灰色有光泽的金属,具有延展性和铁磁性。钴因其优异的耐高温性、耐腐蚀性和磁性财产,广泛应用于航空航天、机械制造、电子电气、化学、陶瓷等工业领域。它是制造高温合金、硬质合金、陶瓷颜料、催化剂和电池的重要原材料之一。

钴资源主要与铜钴矿床、镍钴矿床、砷钴矿床和黄铁矿矿床有关。独立的钴矿很少,土地资源储量也很少。海底锰结核是钴的重要远景资源。再生钴的回收也是钴资源的重要来源之一。根据美国地质调查局的数据,2015年,全球钴矿产量为12.38万吨,刚果(黄金)生产了6.3万吨钴矿,占比超过50%,而中国仅生产了7.7万吨金属钴,占比6.2%。

钴矿扩建项目包括:2016年在刚果(金)的Etoile Leach SX-EW工厂、澳大利亚的Nova Nickel、ldaho Cobalt和North Met,在美国的第一阶段,总新增产能为7235吨;2017年,新增项目很少,只有加拿大的NICO和赞比亚的Cobalconverterslag,总新增产能为2215吨;

2018年,澳大利亚格拉德斯通镍业公司和刚果民主共和国Minier项目的新矿山投产,总新增产能为9600吨。

钴矿减产项目包括嘉能可的Katanga和Mopani项目,以及巴西的Votorantim Metais矿,预计将减产5200吨金属。未来,随着铜镍价格持续低迷,不排除其他大型矿企也会加入减产阵营。

由于2016年上半年动力锂电池市场的快速发展和主要矿山的减产预期推动了钴需求的提振,钴价格在2016年年中转向拐点,预计未来两年供应将保持紧张平衡。从全球市场来看,42%的钴需求集中在锂电池领域,其次是高温合金(16%)和硬质合金(10%);从中国市场来看,电池材料的比例高达69%。随着新能源汽车下游需求逐渐明朗,国内动力电池制造商在2016-2017年扩大了产能,对钴的需求将进一步增加。因此,从废旧电池中回收钴越来越经济。

锂作为一种广泛用于动力锂电池的元素,有着广泛的用途。目前,市场上碳酸锂价格持续上涨,需求端,尤其是新能源汽车驱动的需求,以及供应端产能释放的困难,共同影响着碳酸锂的价格,促使越来越多的企业关注锂电池回收的经济效益。

锂资源在自然界中分布广泛。然而,锂资源的提取技术壁垒较高,因此供需格局相对稳定。近年来,供给侧的变化主要包括:银河资源(卡特林山矿)恢复生产;SQM成立合资公司,开发阿根廷盐湖4万吨Cauchari Olaroz项目;ALB加强与智利当地企业的合作,预计2020年将在智利形成三家锂盐厂,总生产规模为7万吨低成本电池。

2015年,锂电池占所有锂需求的50%以上;

根据SQM的预测,2016-2025年锂需求复合增长率将达到8%-12%,其中动力锂电池的锂需求复合增速将达到18%-24%。根据这一预测,2025年全球锂需求将达到49万吨(相当于LCE)。

TeslaModel3的推出也带来了对高端氢氧化锂的需求增加。特斯拉设定的目标是在2020年实现50万辆/年和35Gwh/年超级电池工厂的既定产能建设目标。假设可以实现80%的目标,碳酸锂的单耗为0.6吨/千瓦时,相应的锂需求量为16800吨(相当于LCE)。这一现象级的事件也将促进整个行业的发展。

从三元材料的销量来看,三元材料在全球市场的销量呈现快速增长趋势,从2009年的1.2万吨增长到2015年的9万多吨,年均复合增长率达到40%。根据对未来三元材料企业发展趋势的分析,未来国内三元材料龙头企业的产能将保持在较高水平,预计未来十大企业的产能仍将保持在80%以上。

从三元材料的产能来看,预计2016年动力三元材料产能将超过7.1万吨/年,2016-2018年复合年增长率将达到56%。

碳酸锂作为从盐湖和锂矿中直接提取的产品,是其他锂产品的基本原料。目前,氢氧化锂主要用于NCA三元材料和高镍NCM三元材料的生产,并且需求随着三元材料需求的增加而增加。

氢氧化锂由于其高稳定性,在反应过程中不产生一氧化碳干扰,有助于提高材料的振实密度。与碳酸锂相比,氢氧化锂更适合作为合成三元正极材料的碱性锂盐。

氢氧化锂是合成富锂锰基阴极材料的基本原料。富锂锰基正极材料xLi2MnO3?(1-x)LiMO2具有高比容量(200~300mAh/g),可以满足小型电子产品和电动汽车对锂电池的要求,是下一代动力锂离子电池最有潜力的正极材料。

在中国,碳酸锂主要通过硫酸法和石灰石焙烧法从锂辉石中提取,成本约为每吨22000-32000元。从盐湖卤水中提取出少量的碳酸锂。针对我国盐湖镁锂含量高、卤水品位差的现状,采用煅烧法和溶剂萃取法,成本低于从矿石中提取锂,但仍高于从国外盐湖中提取锂的成本,且由于生产条件恶劣,产量非常有限。

国外,如Albermarle公司和SQM,主要采用蒸发沉淀法提取美国银丰盐湖和智利阿塔卡马盐湖的碳酸锂。该方法成本最低,每吨12000元至19000元不等,是目前碳酸锂生产的主流方法。

金属回收的节能率在70%到90%之间。如果电池是用回收的原材料生产的,那么它在节能减排方面具有绝对优势。考虑到锂离子电池回收的经济性,有必要考虑电池的整个生命周期。电池的原材料主要是有色金属,中国有色金属行业的能源消耗水平与国际先进水平明显不同,能源消耗主要集中在采矿、冶炼和加工三大领域。然而,有色金属回收过程的能耗远低于原生金属的能耗。

废旧动力电池威胁着环境和人类健康,影响着社会的可持续发展。

废旧动力电池对环境和人类健康的潜在威胁。目前,废旧电池的处理方式主要有固化深埋、废旧矿山储存和回收利用。然而,目前,中国的电池回收能力有限……

d大部分废电池没有得到有效处理,这将给自然环境和人类健康带来潜在威胁。

动力电池虽然不含汞、镉、铅等有重金属元素,但也会带来环境污染。例如,一旦电极材料进入环境,电池正极中的金属离子、负极中的碳尘、电解液中的强碱和重金属离子可能会造成严重的环境污染,包括提高土壤的PH值,如果处理不当,可能会产生有气体。

此外,动力电池中所含的金属和电解质会危害人体健康。例如,钴可能会引起人们的肠道疾病、耳聋、心肌缺血等症状。

动力电池的回收影响了社会经济的可持续发展。电动汽车在应对环境污染和能源短缺方面具有优势。如果动力电池报废后不能有效回收,会造成环境污染和资源浪费,这与发展电动汽车的初衷背道而驰。日前,《废旧动力电池回收利用行业报告》发布。发展锂电池回收利用和分步利用,不仅可以避免资源浪费和环境污染,还可以产生可观的经济效益和投资机会。以下,我们将从废旧动力电池的现状、市场、技术、政策和商业模式等方面进行详细深入的解读。

Beijing, BMW, Honda, Discovery, Nissan

动力锂电池的需求和报废量正在增加。

2015年,我国锂电池总产量为47.13Gwh,其中动力电池产量为16.9Gwh,占比36.07%;消费类锂电池产量为23.69Gwh,占比50.26%;储能锂电池产量为1.73Gwh,占比3.67%。

权威机构估计,到2020年,动力锂电池的需求量将达到125Gwh,报废量将达到32.2Gwh,约50万吨;到2023年,废料将达到101Gwh,约116万吨。巨大的动力锂电池市场将伴随着锂电池回收和下游梯级利用的行业机会。发展锂电池回收和梯级利用,不仅可以避免资源浪费和环境污染,还可以产生可观的经济效益和投资机会。

2016年上半年,中国新能源汽车产销分别达到17.7万辆和17万辆,仍然是全球最大的新能源汽车市场。1-2月,受春节及政策因素影响,产销均处于低位。随着政策调整的推进,上半年新能源汽车从3月到6月逐步恢复,并在6月冲刺至3.5万辆的水平。下半年7-8月,新能源汽车处于3万辆左右的稳定状态,等待进一步的增长势头。

据中国汽车协会统计,8月份,新能源汽车生产21303辆,销售18054辆,分别增长2.9倍和3.5倍,其中纯电动汽车生产和销售13121辆,纯电动汽车12085辆,分别上涨3.8倍和6.1倍,生产和销售插电式混合动力汽车8182辆和5969辆,分别增长了2倍和1.6倍。

根据工信部相关政策规定,综合考虑规模效应和技术进步等因素,纯电动乘用车补贴标准逐年下降。此外,在16年的上半年,政府加大了对欺诈行为的侦查力度后,曾考虑调整和修改政策。

国家将多方面完善补贴政策,研究建立动态调整机制,调整产品结构,提高补贴产品的先进水平。

政府对欺诈行为的调查将有助于规范行业发展,增强自主技术研发和产业升级的动力;

这也有助于防止行业产能过度扩张,改善新能源汽车行业发展的政策和制度环境。

新能源汽车产业目前和未来3-5年仍将处于快速发展阶段。政策转变和产业结构调整是使产业发展更加健康和完善的必由之路。随着电动汽车技术的不断升级和产业集中度的不断提高,未来该行业仍将经历快速发展。

权威机构综合考虑补贴因素的变化、充换电设施数量、油电价差和电力产品性能等因素,建立了如图所示的预测:

Beijing, BMW, Honda, Discovery, Nissan

动力电池的需求和报废不仅与新能源汽车的新产量密切相关,还与不同车型的比例、电池技术路线的转移趋势、不同动力电池的使用寿命以及不同电动汽车的报废年限有关。目前,行业平均标准如下,可作为预测动力电池需求和报废的假设条件:

不同动力电池的平均质量分别为:插电式乘用车275公斤、插电式商用车235公斤、纯电动乘用车550公斤和纯电动商用车1900公斤

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据公路部门统计,轿车和轻型车年均行驶里程为5万公里,中型车为4万公里,重型车为3万公里。在同等驾驶条件下,纯电动乘用车动力电池的使用寿命约为4-6年;然而,纯电动商用车日常行驶次数多、里程长、充电频繁,其动力电池的使用寿命约为2-3年。

目前,我国私人乘用车的平均退役年限为12-15年,商用车的强制退役年限为10年。电动汽车的动力电池在其生命周期中至少更换两次,动力电池的生命周期会因不确定因素(事故、人为原因等)而不断变化。

根据权威机构的计算,2020年商用车(假设电池寿命为三年)和乘用车(五年)使用的动力锂电池报废量将分别达到27Gwh和4.2Gwh,2023年将分别达到84Gwh、17.5Gwh。

据估计,从废旧动力锂电池中回收钴、镍、锰、锂、铁、铝等金属所创造的市场规模将在2018年开始爆发,达到52亿元,2020年达到136亿元,2023年超过300亿元。

如果这些因新能源汽车产业发展而产生的废弃电池得不到妥善处理,将对环境造成极大污染;此外,废旧锂离子电池资源丰富,以下部门将分析锂离子电池回收的技术可行性和成本经济性。

废动力锂电池资源丰富,其中钴和锂的潜在价值最高。

构成锂离子电池的阳极、阴极、隔膜、电解质和其他材料含有大量有价值的金属。不同动力锂电池正极材料中有价金属的成分不同,其中电位值最高的金属包括钴、锂和镍。例如,三元电池中锂的平均含量为1.9%,镍为12.1%,钴为2.3%;此外,铜和铝的比例分别达到了13.3%和12.7%,如果能够合理回收,将成为创收和降低成本的主要来源。

Beijing, BMW, Honda, Discovery, Nissan

钴是一种银灰色有光泽的金属,具有延展性和铁磁性。钴因其优异的耐高温性、耐腐蚀性和磁性财产,广泛应用于航空航天、机械制造、电子电气、化学、陶瓷等工业领域。它是制造高温合金、硬质合金、陶瓷颜料、催化剂和电池的重要原材料之一。

钴资源主要与铜钴矿床、镍钴矿床、砷钴矿床和黄铁矿矿床有关。独立的钴矿很少,土地资源储量也很少。海底锰结核是钴的重要远景资源。再生钴的回收也是钴资源的重要来源之一。根据美国地质调查局的数据,2015年,全球钴矿产量为12.38万吨,刚果(黄金)生产了6.3万吨钴矿,占比超过50%,而中国仅生产了7.7万吨金属钴,占比6.2%。

钴矿扩建项目包括:2016年在刚果(金)的Etoile Leach SX-EW工厂、澳大利亚的Nova Nickel、ldaho Cobalt和North Met,在美国的第一阶段,总新增产能为7235吨;2017年,新增项目很少,只有加拿大的NICO和赞比亚的Cobalconverterslag,总新增产能为2215吨;

2018年,澳大利亚格拉德斯通镍业公司和刚果民主共和国Minier项目的新矿山投产,总新增产能为9600吨。

钴矿减产项目包括嘉能可的Katanga和Mopani项目,以及巴西的Votorantim Metais矿,预计将减产5200吨金属。未来,随着铜镍价格持续低迷,不排除其他大型矿企也会加入减产阵营。

由于2016年上半年动力锂电池市场的快速发展和主要矿山的减产预期推动了钴需求的提振,钴价格在2016年年中转向拐点,预计未来两年供应将保持紧张平衡。从全球市场来看,42%的钴需求集中在锂电池领域,其次是高温合金(16%)和硬质合金(10%);从中国市场来看,电池材料的比例高达69%。随着新能源汽车下游需求逐渐明朗,国内动力电池制造商在2016-2017年扩大了产能,对钴的需求将进一步增加。因此,从废旧电池中回收钴越来越经济。

锂作为一种广泛用于动力锂电池的元素,有着广泛的用途。目前,市场上碳酸锂价格持续上涨,需求端,尤其是新能源汽车驱动的需求,以及供应端产能释放的困难,共同影响着碳酸锂的价格,促使越来越多的企业关注锂电池回收的经济效益。

锂资源在自然界中分布广泛。然而,锂资源的提取技术壁垒较高,因此供需格局相对稳定。近年来,供给侧的变化主要包括:银河资源(卡特林山矿)恢复生产;SQM成立合资公司,开发阿根廷盐湖4万吨Cauchari Olaroz项目;ALB加强与智利当地企业的合作,预计2020年将在智利形成三家锂盐厂,总生产规模为7万吨低成本电池。

2015年,锂电池占所有锂需求的50%以上;

根据SQM的预测,2016-2025年锂需求复合增长率将达到8%-12%,其中动力锂电池的锂需求复合增速将达到18%-24%。根据这一预测,2025年全球锂需求将达到49万吨(相当于LCE)。

TeslaModel3的推出也带来了对高端氢氧化锂的需求增加。特斯拉设定的目标是在2020年实现50万辆/年和35Gwh/年超级电池工厂的既定产能建设目标。假设可以实现80%的目标,碳酸锂的单耗为0.6吨/千瓦时,相应的锂需求量为16800吨(相当于LCE)。这一现象级的事件也将促进整个行业的发展。

从三元材料的销量来看,三元材料在全球市场的销量呈现快速增长趋势,从2009年的1.2万吨增长到2015年的9万多吨,年均复合增长率达到40%。根据对未来三元材料企业发展趋势的分析,未来国内三元材料龙头企业的产能将保持在较高水平,预计未来十大企业的产能仍将保持在80%以上。

从三元材料的产能来看,预计2016年动力三元材料产能将超过7.1万吨/年,2016-2018年复合年增长率将达到56%。

碳酸锂作为从盐湖和锂矿中直接提取的产品,是其他锂产品的基本原料。目前,氢氧化锂主要用于NCA三元材料和高镍NCM三元材料的生产,并且需求随着三元材料需求的增加而增加。

氢氧化锂由于其高稳定性,在反应过程中不产生一氧化碳干扰,有助于提高材料的振实密度。与碳酸锂相比,氢氧化锂更适合作为合成三元正极材料的碱性锂盐。

氢氧化锂是合成富锂锰基阴极材料的基本原料。富锂锰基正极材料xLi2MnO3?(1-x)LiMO2具有高比容量(200~300mAh/g),可以满足小型电子产品和电动汽车对锂电池的要求,是下一代动力锂离子电池最有潜力的正极材料。

在中国,碳酸锂主要通过硫酸法和石灰石焙烧法从锂辉石中提取,成本约为每吨22000-32000元。从盐湖卤水中提取出少量的碳酸锂。针对我国盐湖镁锂含量高、卤水品位差的现状,采用煅烧法和溶剂萃取法,成本低于从矿石中提取锂,但仍高于从国外盐湖中提取锂的成本,且由于生产条件恶劣,产量非常有限。

国外,如Albermarle公司和SQM,主要采用蒸发沉淀法提取美国银丰盐湖和智利阿塔卡马盐湖的碳酸锂。该方法成本最低,每吨12000元至19000元不等,是目前碳酸锂生产的主流方法。

金属回收的节能率在70%到90%之间。如果电池是用回收的原材料生产的,那么它在节能减排方面具有绝对优势。考虑到锂离子电池回收的经济性,有必要考虑电池的整个生命周期。电池的原材料主要是有色金属,中国有色金属行业的能源消耗水平与国际先进水平明显不同,能源消耗主要集中在采矿、冶炼和加工三大领域。然而,有色金属回收过程的能耗远低于原生金属的能耗。

废旧动力电池威胁着环境和人类健康,影响着社会的可持续发展。

废旧动力电池对环境和人类健康的潜在威胁。目前,废旧电池的处理方式主要有固化深埋、废旧矿山储存和回收利用。然而,目前,中国的电池回收能力有限……

d大部分废电池没有得到有效处理,这将给自然环境和人类健康带来潜在威胁。

动力电池虽然不含汞、镉、铅等有重金属元素,但也会带来环境污染。例如,一旦电极材料进入环境,电池正极中的金属离子、负极中的碳尘、电解液中的强碱和重金属离子可能会造成严重的环境污染,包括提高土壤的PH值,如果处理不当,可能会产生有气体。

此外,动力电池中所含的金属和电解质会危害人体健康。例如,钴可能会引起人们的肠道疾病、耳聋、心肌缺血等症状。

动力电池的回收影响了社会经济的可持续发展。电动汽车在应对环境污染和能源短缺方面具有优势。如果动力电池报废后不能有效回收,会造成环境污染和资源浪费,这与发展电动汽车的初衷背道而驰。对于企业来说,动力电池的回收利用蕴藏着巨大的商机。回收后,可以为电池制造商节省原材料成本。此外,动力电池回收还关系到政府建设低碳经济和环境友好型社会。

动力锂电池回收渠道及商业模式分析

目前,小作坊是主要的回收渠道,随着规模的扩大,这些渠道将得到规范。

动力电池的生命周期包括生产、使用、报废、分解和再利用。动力电池的化学成分除了报废后化学活性下降外没有变化,但其充放电性能不能满足车辆的电力需求,但可以应用于电力需求低于汽车的地方。因此,动力电池的梯级利用已成为目前业内讨论最多的回收方式之一,即将用于汽车的电池在被淘汰后用于储能或相关的供电基站、路灯和低速电动车,最终进入回收系统。然而,这种商业模式仍面临能否盈利的考虑,涉及渠道和技术问题。

如上所述,动力锂电池的回收可分为两个循环:(1)逐步利用:主要针对电池容量的降低,电池无法使电动汽车正常运行,但电池本身尚未报废,仍可以用于其他方式,如电能存储;

(2) 拆解回收:主要针对电池容量严重损失,导致电池无法继续使用的情况。只有通过回收电池,才能回收宝贵的可再生资源。

目前,动力锂电池的回收渠道主要是小作坊,专业回收公司和政府回收中心较少,因此需要对系统进行重组。目前,中国动力电池回收市场上的废旧动力电池大多流入缺乏资质的小作坊。这些公司在技术和设备方面都很落后。但是,如果交给依法注册纳税的正规企业,则按照国家标准进行资格认定和排放,这将不可避免地导致价格缺乏竞争力。因此,非常有必要进一步完善政策,以确保电池回收行业的可持续发展。

小型回收车间:低回收成本可以提高回收价格,高价回收是其最大的竞争优势。然而,这些小作坊在回收后,只是简单地将废旧动力电池进行维修和重新包装,然后将其退回市场,扰乱了动力电池市场的正常秩序。此外,由于这些小作坊不具备相关资质,容易产生安全隐患和环境保护问题。

专业回收公司:专业回收公司是国家批准的回收处理废旧动力电池的专业企业。它具有强大的综合实力、先进的技术设备和标准化的技术,不仅可以最大限度地回收可用资源,还可以减少对环境的影响。目前,中国专业的动力电池回收公司包括深圳格美、邦普循环科技、超威集团和方圆环保。目前,尽管锂电池回收企业越来越多,但缺乏政府系统和政策激励的支持。

政府回收中心:地方政府根据国家相关法律设立的国家回收中心,有利于对电池回收市场进行科学规范的管理,有利于完善回收网络,有利于回收网络和回收市场的合理布局,以及提高正规渠道的回收量。目前,中国还没有政府的动力电池回收中心,但未来可以根据中国的实际情况进行选择性开发。

发达国家的电池回收行业以市场监管为主,政府约束为辅。

德国:政府对回收进行立法,生产者承担主要责任,并设立基金以提高回收体系的市场化程度。

欧盟废物框架指令(2008/98/EC)和电池回收指令(2006/66/EC)是德国电池回收法规的立法基础。回收条例要求电池产业链中的制造商、销售商、回收商和消费者都有相应的回收责任和义务。例如,电池制造商必须向政府注册并承担主要回收责任,销售商应与电池制造商合作进行电池回收,终端消费者需要将用过的电池退回指定的回收网络。

此外,德国利用资金和存款机制建立了废电池回收体系,取得了良好效果。回收系统由电池制造商和电子电器制造商协会联合成立的GRS基金运营,是欧洲最大的锂离子电池回收组织。该组织从2010年开始回收工业电池,未来还将把电动汽车动力电池纳入系统,并积极开展动力电池的回收利用。

2015年,博世集团、宝马和华腾富启动了动力电池再利用合作项目,利用宝马ActiveE和i3纯电动汽车退役的电池,构建了2MW/2MWh的大型光伏电站储能系统。储能系统由Wattenford公司运营和维护。该项目将在德国柏林建设,预计2015年底投入使用。

日本:生产方式已逐渐转变为“回收”模式,企业已作为先驱参与电池回收。

1994年,日本电池制造商……

制造商开始实施电池回收计划。在每位参与者自愿努力的基础上,他们利用零售商、汽车经销商或加油站的服务网络从消费者那里回收废旧电池,回收路线与销售路线相反。

自2000年以来,政府规定制造商应负责镍氢和锂电池的回收,并以资源回收为基础设计产品;电池回收后运回电池生产企业处置,政府对生产企业给予相应补贴,提高企业回收利用的积极性。

此外,许多日本公司也参与了电池回收活动。日产(Nissan)和住友商事(Sumitomo Corporation)成立了4Regenergy公司,为电动汽车回收锂电池。本田正在研究从电池中提取可回收贵金属的技术,并与其他金属制造商合作,促进资源的回收利用;三洋公司研究制定了回收电池的路线,积极开展可充电电池的回收利用。

日本各大通信公司也联合成立了锂电池独立回收促进会,表示有责任促进锂电池的回收,努力大幅提高锂电池的循环利用率。

美国:市场主要受到监管,政府通过制定环境保护标准进行监管,并协助回收废旧动力电池。

美国市场成立了美国可充电电池回收公司(RBRC)和美国便携式可充电电池协会(PRBA),不断教育公众,提高公众的环保意识,引导公众合作回收废旧电池,从而保护自然环境。

RBRC是一家非营利性公共服务组织,主要促进镍铬电池、镍氢电池、锂离子电池和小型密封铅电池等可充电电池的回收利用。PRBA是一个由相关电池公司组成的非营利电池协会,其主要目标是制定回收计划和措施,以促进工业电池的回收。

RBRC提供了三种方案来收集、运输和重复使用废旧可充电电池。包括(1)零售回收计划;(2) 社区回收计划;(3) 企业和公共部门的回收计划。

便携式可充电电池协会(PBRC)主要涉及三个方面:(1)美国交通部对锂离子电池和锂金属电池的规定,以及运输中的相关规定;(2) 2)消费品安全委员会召回(3) 没有营业执照的企业非法从事废旧动力电池的回收利用,带来潜在的安全和环保风险。

随着新能源汽车产销的不断增长,电动汽车动力电池回收问题将越来越突出,国家和地方政府相继出台政策,加快构建良性产业生态系统。

2012年7月,《节能与新能源汽车产业发展规划》明确提出“制定动力电池回收管理办法,建立动力电池梯级利用回收管理制度,引导动力电池生产企业加强废旧电池回收利用,鼓励发展专业化电池回收企业”。

2014年7月,《国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》提出,研究制定动力电池回收政策,探索通过资金、保证金和强制回收等方式促进废旧动力电池回收,建立健全废旧动力电池回用体系。

2015年3月,《汽车动力电池行业标准条件》规定,系统企业应与汽车企业共同研究制定可操作的废旧动力电池回收再利用方案。

2016年1月,工业和信息化部、国家发展改革委、环境保护部、商务部、国家质量监督检验检疫总局联合发布了《电动汽车动力电池回收利用技术政策(2015年版)》,明确建立动力电池编码体系,建立可追溯体系。明确采用生产者责任延伸制,电动汽车制造商应承担回收电动汽车废旧动力电池的主要责任,动力电池制造商应承担电动汽车制造商售后服务体系外废旧动力电池回收的主要责任,梯级电池生产企业应承担废旧电池回收的主要责任,报废汽车回收拆解企业应负责回收报废汽车上的废旧动力电池。在激励措施方面,国家将在现有资金渠道内,对梯级利用企业和回收利用企业的技术研发和设备进口给予支持。在技术研发方面,国家支持动力电池相关回收技术和设备的研发。

2016年2月,工信部发布了《新能源汽车废动力电池综合利用行业标准条件》和《新能源车废动力电池全面利用行业标准公告管理暂行办法》,明确了废旧电池回收的责任主体,加强了行业管理和回收监管。

2016年2月,《废电池污染防治技术政策》草案发布。新政策中与锂电池相关的亮点主要包括:1)废电池的范围已经包括新兴的锂电池、太阳能电池和燃料电池,对电池资源回收厂的态度从谨慎保守转变为倡导和推广;2) 明确锂离子电池回收企业必须持有危险废物经营许可证才能经营,相关环保企业将在资质上更有优势;

3) 鼓励研发锂一次电池、动力电池、储能电池等成套逆向拆解设备,以及锂离子电池隔膜、金属制品、电极材料回收设备等新技术。

除了国家政策层面的鼓励和支持,中国许多地方政府也在积极探索回收动力锂电池的具体实施方法:

上海:2014年,上海发布《上海市鼓励购买和使用新能源汽车暂行办法》,要求车企回收动力电池,政府给予1000元奖励。车企回收动力电池,政府补贴1000元/台;

广州:2014年11月,《广州市人民政府办公厅关于印发〈广州市新能源汽车推广应用暂行办法〉的通知》提出,在本市建立车用动力电池回收渠道,并按相关要求回收动力电池。

北京:2016年1月27日,以“合作、创新、共同发展”为主题的汽车有形市场未来发展趋势论坛在北京举行。北京市科委双新处处长徐新潮在论坛上表示:北京落实了中央提出的新能源汽车不限量、不限购、不征税的“三不政策”;

同时,北京动力电池回收问题可以通过“三个环节”得到有效解决。(1) 汽车公司是动力电池回收的第一责任机构。(2) 报废的动力电池也可以逐步使用。(3) 技术创新使废旧电池回收利用率达到99%,对环境无害。

深圳:2015年,深圳市发布《深圳市人民政府关于印发深圳市新能源汽车推广应用部分政策措施的通知》。内容显示,要求制定动力电池回收政策,由整车制造企业负责新能源汽车动力电池强制回收,整车制造企业每千瓦时留出20元的动力电池回收专项资金。地方财政根据经审计的资金数额给予不超过50%的补贴,建立健全废旧动力电池回收体系。

2016年9月,深圳市发展改革委、市财政委员会发布《关于2016年深圳市新能源汽车推广应用金融支持政策的通知》。在动力电池回收方面,“新规”要求新能源汽车制造商负责回收。按规定筹集动力电池回收资金的,按照审计确定金额的50%给予企业补贴,补贴资金应当专项用于动力电池回收。

商业模式比较:建立经济激励下的生产者回收体系

从欧美发达国家的电池回收经验可以看出,动力电池制造商在建立废旧电池回收体系时,承担着电池回收的主要责任。当动力电池与电动汽车一起出售给运营商、集团客户或个人客户等消费者时,消费者拥有动力电池的所有权,有义务归还报废的动力电池。该模式下的回收网络由动力电池制造商利用电动汽车制造商的销售服务网络重建,电动汽车制造商有责任配合其产品中使用的动力电池的回收。

制造商在整个产品生命周期中拥有最大的控制权,占用各种资源,并负责产品的设计架构。可以说,制造商掌握了产品的所有信息,并决定了产品对环境的影响。

回收过程是动力电池制造商利用电动汽车制造商的销售网络,通过逆向物流回收废旧电池。对于企业来说,动力电池的回收利用蕴藏着巨大的商机。回收后,可以为电池制造商节省原材料成本。此外,动力电池回收还关系到政府建设低碳经济和环境友好型社会。

动力锂电池回收渠道及商业模式分析

目前,小作坊是主要的回收渠道,随着规模的扩大,这些渠道将得到规范。

动力电池的生命周期包括生产、使用、报废、分解和再利用。动力电池的化学成分除了报废后化学活性下降外没有变化,但其充放电性能不能满足车辆的电力需求,但可以应用于电力需求低于汽车的地方。因此,动力电池的梯级利用已成为目前业内讨论最多的回收方式之一,即将用于汽车的电池在被淘汰后用于储能或相关的供电基站、路灯和低速电动车,最终进入回收系统。然而,这种商业模式仍面临能否盈利的考虑,涉及渠道和技术问题。

如上所述,动力锂电池的回收可分为两个循环:(1)逐步利用:主要针对电池容量的降低,电池无法使电动汽车正常运行,但电池本身尚未报废,仍可以用于其他方式,如电能存储;

(2) 拆解回收:主要针对电池容量严重损失,导致电池无法继续使用的情况。只有通过回收电池,才能回收宝贵的可再生资源。

目前,动力锂电池的回收渠道主要是小作坊,专业回收公司和政府回收中心较少,因此需要对系统进行重组。目前,中国动力电池回收市场上的废旧动力电池大多流入缺乏资质的小作坊。这些公司在技术和设备方面都很落后。但是,如果交给依法注册纳税的正规企业,则按照国家标准进行资格认定和排放,这将不可避免地导致价格缺乏竞争力。因此,非常有必要进一步完善政策,以确保电池回收行业的可持续发展。

小型回收车间:低回收成本可以提高回收价格,高价回收是其最大的竞争优势。然而,这些小作坊在回收后,只是简单地将废旧动力电池进行维修和重新包装,然后将其退回市场,扰乱了动力电池市场的正常秩序。此外,由于这些小作坊不具备相关资质,容易产生安全隐患和环境保护问题。

专业回收公司:专业回收公司是国家批准的回收处理废旧动力电池的专业企业。它具有强大的综合实力、先进的技术设备和标准化的技术,不仅可以最大限度地回收可用资源,还可以减少对环境的影响。目前,中国专业的动力电池回收公司包括深圳格美、邦普循环科技、超威集团和方圆环保。目前,尽管锂电池回收企业越来越多,但缺乏政府系统和政策激励的支持。

政府回收中心:地方政府根据国家相关法律设立的国家回收中心,有利于对电池回收市场进行科学规范的管理,有利于完善回收网络,有利于回收网络和回收市场的合理布局,以及提高正规渠道的回收量。目前,中国还没有政府的动力电池回收中心,但未来可以根据中国的实际情况进行选择性开发。

发达国家的电池回收行业以市场监管为主,政府约束为辅。

德国:政府对回收进行立法,生产者承担主要责任,并设立基金以提高回收体系的市场化程度。

欧盟废物框架指令(2008/98/EC)和电池回收指令(2006/66/EC)是德国电池回收法规的立法基础。回收条例要求电池产业链中的制造商、销售商、回收商和消费者都有相应的回收责任和义务。例如,电池制造商必须向政府注册并承担主要回收责任,销售商应与电池制造商合作进行电池回收,终端消费者需要将用过的电池退回指定的回收网络。

此外,德国利用资金和存款机制建立了废电池回收体系,取得了良好效果。回收系统由电池制造商和电子电器制造商协会联合成立的GRS基金运营,是欧洲最大的锂离子电池回收组织。该组织从2010年开始回收工业电池,未来还将把电动汽车动力电池纳入系统,并积极开展动力电池的回收利用。

2015年,博世集团、宝马和华腾富启动了动力电池再利用合作项目,利用宝马ActiveE和i3纯电动汽车退役的电池,构建了2MW/2MWh的大型光伏电站储能系统。储能系统由Wattenford公司运营和维护。该项目将在德国柏林建设,预计2015年底投入使用。

日本:生产方式已逐渐转变为“回收”模式,企业已作为先驱参与电池回收。

1994年,日本电池制造商……

制造商开始实施电池回收计划。在每位参与者自愿努力的基础上,他们利用零售商、汽车经销商或加油站的服务网络从消费者那里回收废旧电池,回收路线与销售路线相反。

自2000年以来,政府规定制造商应负责镍氢和锂电池的回收,并以资源回收为基础设计产品;电池回收后运回电池生产企业处置,政府对生产企业给予相应补贴,提高企业回收利用的积极性。

此外,许多日本公司也参与了电池回收活动。日产(Nissan)和住友商事(Sumitomo Corporation)成立了4Regenergy公司,为电动汽车回收锂电池。本田正在研究从电池中提取可回收贵金属的技术,并与其他金属制造商合作,促进资源的回收利用;三洋公司研究制定了回收电池的路线,积极开展可充电电池的回收利用。

日本各大通信公司也联合成立了锂电池独立回收促进会,表示有责任促进锂电池的回收,努力大幅提高锂电池的循环利用率。

美国:市场主要受到监管,政府通过制定环境保护标准进行监管,并协助回收废旧动力电池。

美国市场成立了美国可充电电池回收公司(RBRC)和美国便携式可充电电池协会(PRBA),不断教育公众,提高公众的环保意识,引导公众合作回收废旧电池,从而保护自然环境。

RBRC是一家非营利性公共服务组织,主要促进镍铬电池、镍氢电池、锂离子电池和小型密封铅电池等可充电电池的回收利用。PRBA是一个由相关电池公司组成的非营利电池协会,其主要目标是制定回收计划和措施,以促进工业电池的回收。

RBRC提供了三种方案来收集、运输和重复使用废旧可充电电池。包括(1)零售回收计划;(2) 社区回收计划;(3) 企业和公共部门的回收计划。

便携式可充电电池协会(PBRC)主要涉及三个方面:(1)美国交通部对锂离子电池和锂金属电池的规定,以及运输中的相关规定;(2) 2)消费品安全委员会召回(3) 没有营业执照的企业非法从事废旧动力电池的回收利用,带来潜在的安全和环保风险。

随着新能源汽车产销的不断增长,电动汽车动力电池回收问题将越来越突出,国家和地方政府相继出台政策,加快构建良性产业生态系统。

2012年7月,《节能与新能源汽车产业发展规划》明确提出“制定动力电池回收管理办法,建立动力电池梯级利用回收管理制度,引导动力电池生产企业加强废旧电池回收利用,鼓励发展专业化电池回收企业”。

2014年7月,《国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》提出,研究制定动力电池回收政策,探索通过资金、保证金和强制回收等方式促进废旧动力电池回收,建立健全废旧动力电池回用体系。

2015年3月,《汽车动力电池行业标准条件》规定,系统企业应与汽车企业共同研究制定可操作的废旧动力电池回收再利用方案。

2016年1月,工业和信息化部、国家发展改革委、环境保护部、商务部、国家质量监督检验检疫总局联合发布了《电动汽车动力电池回收利用技术政策(2015年版)》,明确建立动力电池编码体系,建立可追溯体系。明确采用生产者责任延伸制,电动汽车制造商应承担回收电动汽车废旧动力电池的主要责任,动力电池制造商应承担电动汽车制造商售后服务体系外废旧动力电池回收的主要责任,梯级电池生产企业应承担废旧电池回收的主要责任,报废汽车回收拆解企业应负责回收报废汽车上的废旧动力电池。在激励措施方面,国家将在现有资金渠道内,对梯级利用企业和回收利用企业的技术研发和设备进口给予支持。在技术研发方面,国家支持动力电池相关回收技术和设备的研发。

2016年2月,工信部发布了《新能源汽车废动力电池综合利用行业标准条件》和《新能源车废动力电池全面利用行业标准公告管理暂行办法》,明确了废旧电池回收的责任主体,加强了行业管理和回收监管。

2016年2月,《废电池污染防治技术政策》草案发布。新政策中与锂电池相关的亮点主要包括:1)废电池的范围已经包括新兴的锂电池、太阳能电池和燃料电池,对电池资源回收厂的态度从谨慎保守转变为倡导和推广;2) 明确锂离子电池回收企业必须持有危险废物经营许可证才能经营,相关环保企业将在资质上更有优势;

3) 鼓励研发锂一次电池、动力电池、储能电池等成套逆向拆解设备,以及锂离子电池隔膜、金属制品、电极材料回收设备等新技术。

除了国家政策层面的鼓励和支持,中国许多地方政府也在积极探索回收动力锂电池的具体实施方法:

上海:2014年,上海发布《上海市鼓励购买和使用新能源汽车暂行办法》,要求车企回收动力电池,政府给予1000元奖励。车企回收动力电池,政府补贴1000元/台;

广州:2014年11月,《广州市人民政府办公厅关于印发〈广州市新能源汽车推广应用暂行办法〉的通知》提出,在本市建立车用动力电池回收渠道,并按相关要求回收动力电池。

北京:2016年1月27日,以“合作、创新、共同发展”为主题的汽车有形市场未来发展趋势论坛在北京举行。北京市科委双新处处长徐新潮在论坛上表示:北京落实了中央提出的新能源汽车不限量、不限购、不征税的“三不政策”;

同时,北京动力电池回收问题可以通过“三个环节”得到有效解决。(1) 汽车公司是动力电池回收的第一责任机构。(2) 报废的动力电池也可以逐步使用。(3) 技术创新使废旧电池回收利用率达到99%,对环境无害。

深圳:2015年,深圳市发布《深圳市人民政府关于印发深圳市新能源汽车推广应用部分政策措施的通知》。内容显示,要求制定动力电池回收政策,由整车制造企业负责新能源汽车动力电池强制回收,整车制造企业每千瓦时留出20元的动力电池回收专项资金。地方财政根据经审计的资金数额给予不超过50%的补贴,建立健全废旧动力电池回收体系。

2016年9月,深圳市发展改革委、市财政委员会发布《关于2016年深圳市新能源汽车推广应用金融支持政策的通知》。在动力电池回收方面,“新规”要求新能源汽车制造商负责回收。按规定筹集动力电池回收资金的,按照审计确定金额的50%给予企业补贴,补贴资金应当专项用于动力电池回收。

商业模式比较:建立经济激励下的生产者回收体系

从欧美发达国家的电池回收经验可以看出,动力电池制造商在建立废旧电池回收体系时,承担着电池回收的主要责任。当动力电池与电动汽车一起出售给运营商、集团客户或个人客户等消费者时,消费者拥有动力电池的所有权,有义务归还报废的动力电池。该模式下的回收网络由动力电池制造商利用电动汽车制造商的销售服务网络重建,电动汽车制造商有责任配合其产品中使用的动力电池的回收。

制造商在整个产品生命周期中拥有最大的控制权,占用各种资源,并负责产品的设计架构。可以说,制造商掌握了产品的所有信息,并决定了产品对环境的影响。

回收过程是动力电池制造商利用电动汽车制造商的销售网络,通过逆向物流回收废旧电池。消费者将把报废的电池退回附近的电动汽车销售服务网点。根据电池制造商与电动汽车制造商的合作协议,电动汽车制造商将以约定的价格将其转让给电池制造商进行专业回收,电池制造商可以继续使用回收的金属材料。

此外,报废汽车拆解企业在回收废旧电动汽车时,还需要将拆解后的废旧动力电池直接出售给动力电池生产企业。

在回收的形式上,“以旧换新”制度的实施促使更多消费者退回废旧电池,以确保动力电池的回收量。当消费者更换新电池时,旧电池可以扣除新电池的部分价格。报废汽车拆解企业在回收装有动力电池的电动汽车时,应给予消费者一定的现金补偿,然后将废旧动力电池出售给动力电池制造商。

产业联盟回收动力电池的模式是指由行业内的动力电池制造商、电动汽车制造商或电池租赁公司组成,共同出资成立专门的回收组织,负责回收动力电池。这种方法可以避免单个电池制造商实力有限造成的回收电池数量不足、资金有限、回收渠道少的问题。

这种模式的主要特点是建立了行业内统一的回收组织,影响力强、覆盖面广、独立运作;

回收网络庞大,消费者很容易将电池退回。回收收入用于回收网络的建设和运营。

第三方回收模式:需要独立构建回收网络和相关物流系统,负责在售后市场回收委托企业生产的废旧动力电池,然后运回回收中心进行专业回收。电动汽车最终报废进入汽车拆解企业后,汽车拆解企业可以将废旧动力电池出售给第三方企业。

回收模式的建立需要在回收设备、回收网络和人力资源的建设上投入大量资金;成本也是一个重要因素。在生产者责任延伸制下,不同的动力电池回收模式适用于不同类型的企业。

对于大型动力电池制造商来说,他们拥有广泛的产品、大量的生产和销售,以及强大的技术和经济实力来回收自己的电池;对于中小企业来说,产品种类、生产和销售较少,自身回收需要大量投资,这会影响企业核心业务的发展,因此可以选择与其他组织合作进行回收。

相比较而言,行业联盟的成本回收是最好的,但由于行业内企业之间需要合作,这是不可行的。在综合成本方面,动力电池制造商的直接回收模式成本较低,而第三方回收模式成本较高。

废旧锂离子电池回收技术:主要是湿法回收技术。

锂离子电池回收技术概况

废旧锂离子电池回收技术是根据废旧锂电池中有价值的组分各自的物理和化学财产将其分离出来。一般来说,整个回收过程分为四个部分:(1)预处理;(2) 电极材料修复;(3) 贵重金属的浸出;(4) 化学纯化。

在回收过程中,根据提取工艺的不同,锂离子电池的回收技术可分为三类:(1)干回收技术;(2) 湿法回收技术;

(3) 生物回收技术。

干法回收主要包括机械分离和热解(或火法冶金)。干法回收过程短,回收没有针对性,是实现金属分离回收的初始阶段。主要是指在没有溶液等介质的情况下,主要通过物理分离和高温热解、电池破碎的粗筛分级或高温分解去除有机物进行进一步元素回收的方法,直接回收材料或有价金属。

湿法回收技术复杂,但每种贵重金属的回收率都很高,是目前处理废旧镍氢电池和锂离子电池的主要技术。湿法回收技术是利用各种酸碱溶液作为转移介质,将电极材料中的金属离子转移到渗滤液中,然后通过离子交换、沉淀和吸附的方式,以盐和氧化物的形式从溶液中提取金属离子。

生物回收技术具有成本低、污染小、可重复使用等特点,是未来锂离子电池回收技术发展的理想方向。生物回收技术主要利用微生物浸出将系统的有用成分转化为可溶性化合物并选择性溶解,得到含有有效金属的溶液,实现目标成分与杂质成分的分离,最终回收锂等有价值的金属。目前,生物回收技术的研究刚刚开始,届时菌株高效培养、长周期和浸出条件控制等问题将逐步得到解决。

从回收过程的顺序来看,第一步:预处理过程,其目的是对旧锂离子电池中有价值的部分进行初步分离和回收,并高效、选择性地富集收集器材料等高附加值部分,以利于后续回收过程的顺利进行。预处理过程通常结合破碎、研磨、筛选和物理分离。主要的预处理方法包括:(1)预排放;(2) 机械分离;(3) 热处理;(4) 碱液;(5) 溶剂溶解;(6) 手动拆卸等。

第二步:物料分离。在预处理阶段,对正极和负极的混合电极材料进行了富集。为了从中分离和回收有价值的金属,如Co和Li,有必要选择性地提取混合电极材料。物料分离过程也可分为:(1)无机酸浸出;(2) 生物浸出;

(3) 机械化学浸出。

第三步:化学纯化。其目的是从浸出过程中获得的溶液中分离、纯化和回收各种高附加值金属。浸出液中含有Ni、Co、Mn、Fe、Li、Al和Cu等多种元素,其中Ni、钴、Mn和Li是主要回收的金属元素。通过调节pH选择性沉淀Al和Fe后,对渗滤液中的Ni、Co、Mn和Li等元素进行进一步处理和回收。常用的回收方法包括化学沉淀、盐析、离子交换、萃取和电沉积。

国内外企业动力电池回收的技术路线和趋势:湿法和高温热解是主流

对比国外主流电池回收公司的废动力电池回收工艺可以发现,目前主流的锂电池回收工艺主要是湿法和高温热解,其中很大一部分已经进入工业化生产阶段。

锂电池回收经济,电池制造商自行拆卸或第三方拆卸模式是目前的主流。

2015年以来,随着新能源汽车产业的爆发和电池材料(向高镍三元材料)的趋势变化,钴、镍和碳酸锂/氢氧化锂的价格将在一定程度上受到提振。这使得回收废旧锂离子电池的经济性得到了进一步的关注。

中国私家车的年平均行驶里程约为1.6万公里。保守估计,纯电动/插电式汽车的动力电池组使用寿命约为4~6年。对于公交车、出租车和其他车辆来说,由于其日均里程长且充电频繁,其动力电池的寿命为2~3年。

不同类型的动力电池的金属含量不同。根据权威机构对各类电动汽车比例和单车锂容量的预测,预测了未来中国动力锂离子电池的报废量。预计到2018年,中国新报废动力电池将达到11.8Gwh,相应的可回收金属为:18000吨镍、3000吨钴、11200吨锰和3400吨锂;预计到2023年,新报废动力电池的数量将达到101Gwh,相应的可回收金属为:11.9万吨镍、2.3万吨钴、7.1万吨锰和2万吨锂。

当局预测,未来几年,除钴外,其他几种金属的价格将不同程度地下跌。据此计算,到2018年,可回收有价金属的市场规模将达到镍14亿元、钴8.7亿元、锂26亿元。到2023年,镍、钴、锰和锂的可回收有价金属市值分别可达84亿元、73亿元、8.5亿元和146亿元。

通过建立经济评价模型,动力电池回收过程中回收材料的投入成本和收益可以用以下数学模型表示:

Bpro代表回收废旧动力电池的利润;Ctotal代表回收废旧动力电池的总收入;C折旧表示废旧动力电池设备的折旧成本;Cuse代表废旧动力电池回收过程的使用成本;Ctax代表废旧动力电池回收企业的税收。

废旧动力电池回收利用过程的使用成本主要包括以下项目:(1)原材料成本;(2) 辅助材料的成本;(3) 燃料动力成本;(4) 设备维护费用;(5) 环境处理费用;(6) 人工成本。

从毛利率、可行性和可持续性的角度来看,当局认为电池制造商直接回收的闭环模式和第三方专业拆解机构从电池制造商处购买废电池的模式是目前主流的动力锂电池回收模式,并且在锂电池的综合回收的情况下它们具有良好的经济性。

假设:(1)当前金属价格(钴21.5万元/吨,镍7.77万元/顿,锰1.1万元/每吨,锂70万元/公吨,铝1.26万元/尔顿,铁2万元/ton)未考虑其他回收产生的收入;

(2) 考虑到各种动力电池的使用率(磷酸亚铁锂70%,锰酸锂7%,三元23%),全面回收锂离子电池;(3) 除原材料外,其他成本相同。

结论与分析:第三方专业机构从小作坊购买废旧锂电池并进行拆解,毛利率最高,达到60%。其次是回收加工形式的行业联盟,毛利率达到45%。但在这两种方式中,前者(第三方:从小作坊购买)存在安全和环保问题,而小作坊尚未意识到锂电池回收行业的巨大价值,购买价格较低,因此这种方式不可持续;目前,由于相关管理法规和法律环境的不完善,后者(行业联盟)的可行性仍然很低,但这将是未来的趋势之一;其他三种方法具有良好的可行性和可持续性,但电池制造商直接回收的模式和第三方专业拆解机构从制造商处购买废旧电池的模式毛利率更高,因此当局认为这两种方法将构成目前主流的回收模式。

三元电池材料的回收价值高于其他动力电池材料。如果单独考虑三元动力电池的回收,无论是电池制造商的回收模式,还是从电池制造商那里购买旧电池的第三方拆解模式,都具有高质量的投资价值(2016年毛利率预计分别达到55%和48%)

有关部门认为,动力锂电池回收行业将在未来五年内逐步实现标准化和规模化,行业联盟回收模式有望在产业发展中后期形成,由于其规模效应,将具有较高的毛利率。此外,原始的生产商回收模式和从生产商那里购买旧电池的第三方拆解模式仍然具有强大的经济性。消费者将把报废的电池退回附近的电动汽车销售服务网点。根据电池制造商与电动汽车制造商的合作协议,电动汽车制造商将以约定的价格将其转让给电池制造商进行专业回收,电池制造商可以继续使用回收的金属材料。

此外,报废汽车拆解企业在回收废旧电动汽车时,还需要将拆解后的废旧动力电池直接出售给动力电池生产企业。

在回收的形式上,“以旧换新”制度的实施促使更多消费者退回废旧电池,以确保动力电池的回收量。当消费者更换新电池时,旧电池可以扣除新电池的部分价格。报废汽车拆解企业在回收装有动力电池的电动汽车时,应给予消费者一定的现金补偿,然后将废旧动力电池出售给动力电池制造商。

产业联盟回收动力电池的模式是指由行业内的动力电池制造商、电动汽车制造商或电池租赁公司组成,共同出资成立专门的回收组织,负责回收动力电池。这种方法可以避免单个电池制造商实力有限造成的回收电池数量不足、资金有限、回收渠道少的问题。

这种模式的主要特点是建立了行业内统一的回收组织,影响力强、覆盖面广、独立运作;

回收网络庞大,消费者很容易将电池退回。回收收入用于回收网络的建设和运营。

第三方回收模式:需要独立构建回收网络和相关物流系统,负责在售后市场回收委托企业生产的废旧动力电池,然后运回回收中心进行专业回收。电动汽车最终报废进入汽车拆解企业后,汽车拆解企业可以将废旧动力电池出售给第三方企业。

回收模式的建立需要在回收设备、回收网络和人力资源的建设上投入大量资金;成本也是一个重要因素。在生产者责任延伸制下,不同的动力电池回收模式适用于不同类型的企业。

对于大型动力电池制造商来说,他们拥有广泛的产品、大量的生产和销售,以及强大的技术和经济实力来回收自己的电池;对于中小企业来说,产品种类、生产和销售较少,自身回收需要大量投资,这会影响企业核心业务的发展,因此可以选择与其他组织合作进行回收。

相比较而言,行业联盟的成本回收是最好的,但由于行业内企业之间需要合作,这是不可行的。在综合成本方面,动力电池制造商的直接回收模式成本较低,而第三方回收模式成本较高。

废旧锂离子电池回收技术:主要是湿法回收技术。

锂离子电池回收技术概况

废旧锂离子电池回收技术是根据废旧锂电池中有价值的组分各自的物理和化学财产将其分离出来。一般来说,整个回收过程分为四个部分:(1)预处理;(2) 电极材料修复;(3) 贵重金属的浸出;(4) 化学纯化。

在回收过程中,根据提取工艺的不同,锂离子电池的回收技术可分为三类:(1)干回收技术;(2) 湿法回收技术;

(3) 生物回收技术。

干法回收主要包括机械分离和热解(或火法冶金)。干法回收过程短,回收没有针对性,是实现金属分离回收的初始阶段。主要是指在没有溶液等介质的情况下,主要通过物理分离和高温热解、电池破碎的粗筛分级或高温分解去除有机物进行进一步元素回收的方法,直接回收材料或有价金属。

湿法回收技术复杂,但每种贵重金属的回收率都很高,是目前处理废旧镍氢电池和锂离子电池的主要技术。湿法回收技术是利用各种酸碱溶液作为转移介质,将电极材料中的金属离子转移到渗滤液中,然后通过离子交换、沉淀和吸附的方式,以盐和氧化物的形式从溶液中提取金属离子。

生物回收技术具有成本低、污染小、可重复使用等特点,是未来锂离子电池回收技术发展的理想方向。生物回收技术主要利用微生物浸出将系统的有用成分转化为可溶性化合物并选择性溶解,得到含有有效金属的溶液,实现目标成分与杂质成分的分离,最终回收锂等有价值的金属。目前,生物回收技术的研究刚刚开始,届时菌株高效培养、长周期和浸出条件控制等问题将逐步得到解决。

从回收过程的顺序来看,第一步:预处理过程,其目的是对旧锂离子电池中有价值的部分进行初步分离和回收,并高效、选择性地富集收集器材料等高附加值部分,以利于后续回收过程的顺利进行。预处理过程通常结合破碎、研磨、筛选和物理分离。主要的预处理方法包括:(1)预排放;(2) 机械分离;(3) 热处理;(4) 碱液;(5) 溶剂溶解;(6) 手动拆卸等。

第二步:物料分离。在预处理阶段,对正极和负极的混合电极材料进行了富集。为了从中分离和回收有价值的金属,如Co和Li,有必要选择性地提取混合电极材料。物料分离过程也可分为:(1)无机酸浸出;(2) 生物浸出;

(3) 机械化学浸出。

第三步:化学纯化。其目的是从浸出过程中获得的溶液中分离、纯化和回收各种高附加值金属。浸出液中含有Ni、Co、Mn、Fe、Li、Al和Cu等多种元素,其中Ni、钴、Mn和Li是主要回收的金属元素。通过调节pH选择性沉淀Al和Fe后,对渗滤液中的Ni、Co、Mn和Li等元素进行进一步处理和回收。常用的回收方法包括化学沉淀、盐析、离子交换、萃取和电沉积。

国内外企业动力电池回收的技术路线和趋势:湿法和高温热解是主流

对比国外主流电池回收公司的废动力电池回收工艺可以发现,目前主流的锂电池回收工艺主要是湿法和高温热解,其中很大一部分已经进入工业化生产阶段。

锂电池回收经济,电池制造商自行拆卸或第三方拆卸模式是目前的主流。

2015年以来,随着新能源汽车产业的爆发和电池材料(向高镍三元材料)的趋势变化,钴、镍和碳酸锂/氢氧化锂的价格将在一定程度上受到提振。这使得回收废旧锂离子电池的经济性得到了进一步的关注。

中国私家车的年平均行驶里程约为1.6万公里。保守估计,纯电动/插电式汽车的动力电池组使用寿命约为4~6年。对于公交车、出租车和其他车辆来说,由于其日均里程长且充电频繁,其动力电池的寿命为2~3年。

不同类型的动力电池的金属含量不同。根据权威机构对各类电动汽车比例和单车锂容量的预测,预测了未来中国动力锂离子电池的报废量。预计到2018年,中国新报废动力电池将达到11.8Gwh,相应的可回收金属为:18000吨镍、3000吨钴、11200吨锰和3400吨锂;预计到2023年,新报废动力电池的数量将达到101Gwh,相应的可回收金属为:11.9万吨镍、2.3万吨钴、7.1万吨锰和2万吨锂。

当局预测,未来几年,除钴外,其他几种金属的价格将不同程度地下跌。据此计算,到2018年,可回收有价金属的市场规模将达到镍14亿元、钴8.7亿元、锂26亿元。到2023年,镍、钴、锰和锂的可回收有价金属市值分别可达84亿元、73亿元、8.5亿元和146亿元。

通过建立经济评价模型,动力电池回收过程中回收材料的投入成本和收益可以用以下数学模型表示:

Bpro代表回收废旧动力电池的利润;Ctotal代表回收废旧动力电池的总收入;C折旧表示废旧动力电池设备的折旧成本;Cuse代表废旧动力电池回收过程的使用成本;Ctax代表废旧动力电池回收企业的税收。

废旧动力电池回收利用过程的使用成本主要包括以下项目:(1)原材料成本;(2) 辅助材料的成本;(3) 燃料动力成本;(4) 设备维护费用;(5) 环境处理费用;(6) 人工成本。

从毛利率、可行性和可持续性的角度来看,当局认为电池制造商直接回收的闭环模式和第三方专业拆解机构从电池制造商处购买废电池的模式是目前主流的动力锂电池回收模式,并且在锂电池的综合回收的情况下它们具有良好的经济性。

假设:(1)当前金属价格(钴21.5万元/吨,镍7.77万元/顿,锰1.1万元/每吨,锂70万元/公吨,铝1.26万元/尔顿,铁2万元/ton)未考虑其他回收产生的收入;

(2) 考虑到各种动力电池的使用率(磷酸亚铁锂70%,锰酸锂7%,三元23%),全面回收锂离子电池;(3) 除原材料外,其他成本相同。

结论与分析:第三方专业机构从小作坊购买废旧锂电池并进行拆解,毛利率最高,达到60%。其次是回收加工形式的行业联盟,毛利率达到45%。但在这两种方式中,前者(第三方:从小作坊购买)存在安全和环保问题,而小作坊尚未意识到锂电池回收行业的巨大价值,购买价格较低,因此这种方式不可持续;目前,由于相关管理法规和法律环境的不完善,后者(行业联盟)的可行性仍然很低,但这将是未来的趋势之一;其他三种方法具有良好的可行性和可持续性,但电池制造商直接回收的模式和第三方专业拆解机构从制造商处购买废旧电池的模式毛利率更高,因此当局认为这两种方法将构成目前主流的回收模式。

三元电池材料的回收价值高于其他动力电池材料。如果单独考虑三元动力电池的回收,无论是电池制造商的回收模式,还是从电池制造商那里购买旧电池的第三方拆解模式,都具有高质量的投资价值(2016年毛利率预计分别达到55%和48%)

有关部门认为,动力锂电池回收行业将在未来五年内逐步实现标准化和规模化,行业联盟回收模式有望在产业发展中后期形成,由于其规模效应,将具有较高的毛利率。此外,原始的生产商回收模式和从生产商那里购买旧电池的第三方拆解模式仍然具有强大的经济性。

标签:北京宝马本田发现日产

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