首页/文章/ 详情

动力电池回收那些事儿(1)

3月前浏览4901

2023年12月15日,工信部公示了《新能源汽车动力电池综合利用管理办法(征求意见稿)》,旨在“加大废旧新能源汽车动力电池综合利用管理力度,促进资源循环利用,推动新能源汽车产业高质量发展”。

2024年3月16日,蔚来CEO李斌在中国电动汽车百人会上发表了主题为《加强行业合作,共同解决电池寿命问题》的演讲,其中提到2025至2032年电动汽车动力电池的退役问题。根据动力电池8年或12万公里的质保条件推算,2025年将有32万块电池退役,且退役数量逐年递增,到2032年将累计退役1941万块动力电池。

退役后的电池是继续在其他场景中“发挥余热”,还是直接进入冶炼厂“回炉再造”?这将是整个行业需要解决的规模性问题。今天我们就来聊一聊动力电池回收那些事儿。

1. 电动汽车电池回收的行业概况与展望

1.1 电动汽车电池回收势在必行:缓解上游资源约束

上游资源的稀缺是下游应用市场发展的长期制约因素。预计2025年以后锂资源供需缺口将逐渐显现并扩大,2030年将达到145吨碳酸锂当量。电动汽车电池回收将在一定程度上缓解资源供需不平衡对行业发展的制约。

供给侧:资源压力

  • 资源短缺:中国优质矿产资源相对稀缺。优质硬岩锂矿数量较少,盐湖卤水提锂技术和生产能力有待突破。

  • 国际供应的不确定性:全球原材料供应集中,产量波动较大。疫情爆发和俄乌冲突等突发事件加剧了全球供应链的不确定性。

  • 产能开发周期长:原料矿产开发周期较长。资源生产扩张周期约为电动汽车电池扩张周期的4倍,从而导致供需不匹配。


需求侧:激增的电动汽车市场

  • 应用需求强劲:电动汽车市场作为锂资源的主要应用场景,已进入快速增长期,2021年中国电动汽车销量同比增长超过150%。

  • 替代研发的困难:不同化学物质的电动汽车电池的研发具有挑战性。从长期来看,对矿产资源需求相对固定的锂电池仍将是主力,短期内很难找到替代方案。

  • 激烈的竞争:在电动汽车电池行业竞争日益激烈的情况下,电池企业保持快速扩张步伐,抢占市场份额,带动上游资源需求。


1.2 全球电动汽车电池回收市场规模展望

全球电动汽车电池回收市场发展即将加速,预计未来5年将超过100亿辆,其中锂电池回收市场最为可观。

1.3 电池回收市场的驱动因素:电动汽车电池退役的未来趋势

电动汽车电池的退役浪潮促进了可回收电池废弃物的逐步释放,带动了全球锂回收市场的发展,未来十年,报废电池和工艺废料的数量将以43%的复合年增长率增长;引领全球电动汽车市场的中国市场,也有望在锂电池回收领域迎来可观的增长。

1.4 动力电池回收方法

再利用和直接回收是最普遍接受和最环保的电池处理方法。电动汽车电池再利用的大规模应用面临挑战,中长期内电动汽车电池回收可能以直接回收为主。

再利用的优点:

  • 增值:优化电池利用率,最大化剩余价值;

  • 降低成本:降低储能、低速电动汽车等相关产业成本,促进循环经济发展;

  • 减少污染:有效减少废旧锂离子电池的污染,减少资源浪费;


再利用的缺点:

  • 适用限制:不适合三元(NMC)锂电池,难以保持规模经济受制于诸多条件;

  • 效率低下:电池的评估过程耗时且效率低下;

  • 安全隐患:退役电池的内部安全隐患高度隐蔽性,影响电池组的剩余寿命和安全;


回收的优点:

  • 高回收率:技术成熟,资源回收率高;

  • 工艺简单:工艺比重复使用更直接,不需要筛选和安全性评估;

  • 互补技术:可以采用综合方法来提高回收的经济效益,解决能源过度消耗的问题;


回收的缺点:

  • 成本问题:火电投资大,前期能耗高,水电相对耗时;

  • 环境污染:火电和水电都容易造成严重的环境污染,对污染处理的要求高;

  • 不确定性:生物工艺和超临界CO2萃取等新兴技术仍处于起步阶段;


1.5 回收:电动汽车电池回收工艺流程

动力电池拆解回收的主要挑战在于前端电池回收渠道的不稳定,使得后端电池级原料精炼难以规模化生产。

电池回收渠道高度碎片化导致的不稳定性和高成本,以及电池组规格繁多导致的预处理困难,是拆解回收过程中的两大难点。

机械工艺和金属精炼工艺预处理后的电池组已经相对成熟,可以实现报废电动汽车电池向可回收高纯度原料的有效转化;在锂金属原材料价格大幅上涨的情况下,大规模生产、稳定的报废电池供应和客户关系可以实现可观的经济回报。

1.6 回收:主流电池级材料提取技术

回收企业对报废电动汽车电池中有价金属的提炼一般采用湿法或火法等技术成熟度高、步骤明确的方法,其他新兴工艺如生物法、超临界CO2萃取等尚处于研发初期;目前,在中国,电动汽车电池回收企业的工艺以湿法为主。

湿法工艺特点:

先用酸溶解电池的金属成分,再通过溶剂萃取、化学沉淀法、电解等步骤将组成元素分离为无机盐和金属氧化物。湿法适用于中小型报废电池的回收。

火法工艺特点:

使用高温将电池材料中的金属氧化物转化为金属或金属化合物,然后进行冷凝和精炼。火法兼容性高,适用于各种类型的报废锂电池的大规模回收。

1.7 回收:电池在不同化学系统中的回收前景

电池化学结构和性能的差异决定了报废电动汽车电池的回收模式、再利用方法、价值和市场规模。LFP再利用的发展受限于目前的条件,未来的回收市场有望由NMC电池的直接回收来主导。

LFP电池材料成本相对较低,稳定性好,寿命长,更适合重复使用。NMC电池材料成本较高,稳定性差,寿命短,更适合回收利用。

NMC电池的开发起步晚于LFP,回收率也相对滞后。寿命结束的LFP电池更适合重复使用。然而,重用目前尚未取得技术突破,实现规模经济具有挑战性。预计在中短期内,NMC电池回收市场将继续处于领先地位。

(未完待续)


来源:小明来电
化学汽车新能源材料储能
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-07-26
最近编辑:3月前
小明来电
硕士 新能源干货,尽在小明来电~
获赞 4粉丝 3文章 100课程 0
点赞
收藏
作者推荐

年度报告 | 2023电池年度报告官方中文版:恐慌、转折、挑战与新机遇

丨 新能源情报局 丨 2023————电池年度报告Year end summary report独家奉送电池报告2023,我们看到了转折、挑战和新的机遇! 回首2023年,电池行业经历了一年的曲折与挑战,也有着值得欣喜的进展。面对全球供应链的动荡和原材料价格的波动,我们行业经历了一段不平凡的时期。然而,正是在这些挑战中,我们看到了行业的坚韧与创新力量,也期待着更多的突破与发展。美国新能源非盈利机构 Volta Foundation 与新能源情报局联手来自100多家机构的超过120名行业专家,连续第四年编写的电池行业报告已在年初发布 。为了面向更广大的中文读者,新能源情报局继续组织了中外电池领域专家,对报告进行了全面且专业的翻译,历时近两个月的辛苦工作,2023电池年度报告官方中文版终于跟大家见面了 (获取方式见文末)。行业报告从产业 (Industry)、学术 (Research)、人才 (Talent) 和政策 (Policy) 四个方面全面总结和评价了2023全年的重要时间和里程碑式的工作,全方位仔细梳理了2023年度电池行业的机遇和挑战,为新能源业内同行、投资人士提供了一份既详实客观又有全球化视野格局的年度综述。 特别鸣谢在此,我们特别感谢孚能科技、SAILSFORCE AI、特隆美储能、江苏储慧智能和常州市电池技术协会对本报告翻译工作的赞助和支持。 报告精选本报告总篇幅近300页,同往年相比,每个部分都涵盖了更多的维度,以业界人士最为关心的产业 (Industry) 部分为例,报告一共通过11个维度全方位的总结和分析了电池产业界在过去一年的发展动态和未来趋势,这11个维度包括:年度事件、产业链价值、金融、电芯成本、电芯与电池组制造、应用、安全、化学与电芯材料、原材料、回收、软件与分析。整个行业放眼望去,很难找到一份报告可以让你快且全面的了解新能源产业界当前最流行的议题和趋势。 产业发展:洞悉趋势,把握机遇 2023年,尽管电池行业受到了产能过剩和材料价格下降的影响,但依然呈现出了持续增长的态势。新能源汽车市场的增长势头不减,储能技术在能源转型中扮演着越来越重要的角色。我们的研究报告将深入剖析这些细分市场的发展趋势,为您揭示产业的未来走向。 学术趋势:知识驱动创新 2023年,电池领域的学术研究持续推动着技术的进步,除了传统热门高镍、固态外,钠离子电池获得了更高的关注度。我们的报告将梳理这些研究成果,为科研工作者提供前沿资讯和交流平台,促进学术界的合作与发展。 人才培养与裁员挑战 在电池行业迅猛发展的同时,人才的培养和引进成为了亟待解决的问题。与此同时,受宏观经济的影响,裁员潮也在进行。我们分析了2023年电池行业人才需求与供给状况,探讨人才培养的现状与挑战,助力行业吸引和培养更多的优秀人才。 政策影响:规划未来,引领方向 政策对电池行业的发展至关重要。2023年,各地政府在出台支持新能源产业发展的政策措施的同事,地区保护措施也在同步推进。比如,随着中国在石墨领域的主导地位以及对石墨出口的新限制,中国以外地区石墨设施的开发重新受到关注。我们将审视这些政策对行业发展的影响,并展望未来政策走向,为企业决策提供参考依据。 报告获取方式因篇幅有限,这里无法展示报告所有内容,如果您想获取该报告完整版,请扫描下方二维码或点击链接填写申请,收到您的申请后我们会通过邮箱向您发送完整版报告。链接:https://wj.qq.com/s2/14486873/vaak/ 版权声明新能源情报局是 Volta Foundation 在国内的独家合作媒体平台,也是唯一经官方授权的合作推广平台,任何其它媒体或平台,如有兴趣合作转载,请联系我们获得许可。对私下贩卖报告等行为我们将追究法律责任。加入我们新能源情报局编辑团队欢迎对新能源产业有热情的你加入,在这里你可以:第一时间了解全球产业界前沿新闻;与行业内专家面对面交流,开拓视野;参与或领导活动组织,让中外新能源社区都能听到你的声音;参与未来行业报告的撰写,行业领袖其实离你并不遥远。申请方式:请发邮件至contact@nernstenerz.com注明来意并附上简历 来源:小明来电

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈