赵小勇:动力电池回收利用技术详解

来源:钜大LARGE    2018-05-15    点击量: 95
  2018年5月11日,由电动汽车资源网主办的“2018中国(郑州)新能源汽车产业生态大会”在郑州召开。北京赛德美资源再利用研究院有限公司董事总经理赵小勇发表了,主题为“新能源汽车产业生态链闭环的最后一环—动力锂电池回收介绍”的演讲。
 
  一、行业现状
 
  2017年,我国新能源汽车产销量分别达到79.4万辆和77.7万辆,2018年一季度新能源产销分别达到15万辆和14.3万辆。预计到2020年国内新能源汽车产量达200万辆,占比汽车销售量的7-10%。随着新能源汽车产销量的猛增,动力电池退役高峰将至。预计到2020年报废量将达20.07Gwh,约22万吨。
 
  二、回收的必要性
 
  赵小勇表示,对于动力电池而言,资源循环、绿色环保、安全管理、产业发展都是有需要的。
 
  2018年中国原生镍消费量为123万吨,同比增长3.7%,不锈钢所占份额为85%,电池为3%。不锈钢镍消费的增长为3.2%,而电池用镍增长达到21%。2017年中国精炼钴消费量为5.4万吨,同比增加13%。其中电池行业用钴占79%,硬质合金占6%。2010-2017年,我国钴消费的增量主要来自于电池行业,其占比从2010年的60%提升到2017年的79%。
 
  自2016年初开始,钴价开始缓慢上升,到2016年下半年钴价进入快速上升通道,2017年钴价持续在40万元/吨高位,到2018年,进一步上涨到60-70万元/吨。这一次钴价疯涨与2007年钴价上涨有非常大的差异。2007年金属钴经历快速上涨之后,又快速下跌,主要推动力是金融危机前资本狂欢,并非真正大幅的供需失衡。2016至今钴价持续上涨是阶段性,在经历了2017年40万元/吨高位震荡之后,在2018年初再次上涨。钴价疯涨,除了资本炒作之外,供需失衡是另外一个重要原因。2017年中国新能源汽车带动镍消费量为1万吨,到2020年增加到3.8万吨,2025年达到13.7万吨。2017年中国新能源车用钴约4300吨,到2020年增加到1.4万吨,2025年增加到4.6万吨。因此,赵小勇表示,做好动力蓄电池回收利用,才能保证上游材料的供应量稳定,避免价格波动过大。
 
  在安全性方面,锂电池属于高压电池,拆解不当都容易触电,还会燃烧爆炸。虽然锂电池和铅酸电池不一样,不属于危废,属于固废,但随意废弃动力电池也会造成环境污染和严重的资源浪费。
 
  三、回收模式
 
  整车企业作为动力电池回收第一责任人,应建立动力蓄电池回收服务网点并对外公布,通过售后服务机构、电池租赁企业等回收动力蓄电池,形成回收渠道,也可以与有关企业合作共建、共用回收渠道,提高回收率。动力电池回收应主动从整车企业、4S店、服务站,采用逆向物流方式将动力蓄电池回收,并完成废旧动力电池溯源管理。
 
  四、回收技术介绍
 
  目前国内虽然对梯次利用的概念已经有所接受,但是如何具体实施并和回收循环结合起来,建立一个完整体系方面还是空白。同时对于相关的锂离子电池再生产行业和循环经济模式的可持续发展研究也尚在起步阶段。
 
  动力电池理论上是可以回收梯次利用的,但目前还存在诸多困难:许多企业为了提高电池组工作的可靠性,采用激光焊接工艺将电池串联起来,这样的连接结构造成动力电池拆解困难,提高梯次利用的难度。此外,行业内电池单体、电池模组、电池包成组规格不统一,导致电池包无法实现高效的自动化拆解,增加了拆解时间与拆解成本。车辆在运营阶段,普遍存在滥用的情况,造成电池退役时性能、状态参差不齐,给梯次分选分选造成了极大的困难。
 
  要做好梯次利用,赵小勇表示,需要对锂离子电池系统运行数据的实时收集和分析,建立科学、可靠的锂离子动力电池评估体系;通过对锂离子动力电池系统全生命周期的多次利用和材料回收修复的关键技术研发,建立动力电池系统核心部件及关键材料循环再利用体系和循环经济模式。同时,应该鼓励企业采用提高电池循环寿命的工艺,提高附加值。另外,在动力电池产品结构设计和生产上要方便电池组的拆和装,做到便于拆卸,便于重组。
 
  如果采用传统湿法冶金技术进行动力电池回收,电池整体回收率低;电解工艺采取低温焚烧方法处理,隔膜、电解液在焚烧过程中产生二恶因,易形成二次污染。湿法生产过程添加强酸、强碱、大量氨水等,如处理不当,存在污染空气、水、土壤的风险;对于贵金属含量不高的磷酸铁锂、锰酸锂电池经济效益差,商业模式不可持续。由于环保压力日渐加大,无法通过一、二线及环保敏感城市的环评,新建项目无法落地。
 
  赵小勇介绍,赛德美自主开发的国内首条废旧动力电池单体自动化拆解线,实现七大原材料自动分类收集,拆解过程不产生二次污染。此外,其还具有国内领先的材料修复技术,可将废旧正、负极材料修复再生,还可重新回到电池生产环节。同时,精细化拆解与材料修复相结合,使报废的磷酸铁锂电池回收时具有了良好的经济性。
 
  最后,赵小勇建议,三元锂电池以回收为主,磷酸铁锂先梯级利用,再材料再生。做好电池蓄电池回收,能够完成整个新能源汽车产业链闭环,他表示,如果无法形成闭环,新能源汽车产业链将很难延续。
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