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文檔簡介

1、鋰皿的梯次利用和回收主要基于環(huán)境保護、資源節(jié)省、有利可圖三個方面:環(huán)境保護:鋰電池的正極材料里包含鎳、鉆、錳、鋰等重金屬元素,這些重金屬元素 會對環(huán)境、水等造成污染;負極材料里面的碳材、石墨等會造成粉塵污染;此外,鋰電池的 電解液中含有有毒的化學(xué)成分,也會造成氟污染。資源節(jié)?。轰囯姵刂泻写罅康慕饘僭?,鎳、石墨等我國比較多,但是像鉆之類的 金屬元素是我國稀缺的;中國的鋰元素絕對含量很多,但是開采難度比較大,一般都分布在 西藏、青海、四川等條件比較艱苦的礦山;鹽湖鋰?yán)锩骀V離子含量比較高,提取鋰的難度也 很大。有利可圖:做鋰電池的梯次利用及資源化回收還是能形成商業(yè)化的,因為最近幾年汽 車行業(yè)大量

2、轉(zhuǎn)入電動化,鋰電池需量增加,導(dǎo)致上游的貴金屬材料價格非常高,金屬鉆價格 為60萬/噸,鎳10萬/噸,碳酸鋰17萬/噸,金屬鋰90萬/噸。市場風(fēng)口1、政策支持最早在2012年的時候,國務(wù)院發(fā)布的節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中提到了 “制 定動力電池回收利用管理辦法”;在立電物汽牙動力電泡回收利用體系,電動汽車股動力電泄生產(chǎn)企業(yè)lf J ”號國期院辦公廳2017/1/3應(yīng)負:說理立康后率他回收網(wǎng)絡(luò)卜利用焉后版里網(wǎng)緒回收廢舊串池:城汁并發(fā)?;厥招畔?崛保艇舊電池規(guī)范回安利庠司安空處境口新餐調(diào)汽與生產(chǎn)企駐及 _工情非產(chǎn)品;業(yè)人性理規(guī)則所能道汽年生產(chǎn)企業(yè)婕立新能源車產(chǎn)品皆后服勞嬴諾制度包括電JO17/1

3、 Mi也回敏.霎施新能胃汽與動力咆池潮薄信息雷理豳蹤也最邊力電池回收田1用情況a促進汽鈉力電池產(chǎn)業(yè)上唱部,發(fā)就:二要、科擅如、財2UL7M0發(fā)展行動方率織部茜實用電前汽隼動力茶甲池回收利用技術(shù)政策0二年版M:適時 發(fā)邦實施動力電池回收利用相理辦法,還見企亞在加力電通生產(chǎn),使 用,回覆, 再利用零環(huán)節(jié)的壬律:泰衽,遜生建立憲展前為電池回收利t變同的力電池回鴕利國家后通赭防用捅瞅理貴艮驍母苜個動力電池回以利用盛國家帝理一附期仃出回收折驪企業(yè)應(yīng)匣有相領(lǐng)原則并像鶴嶺2加年ET月通4汽庫時力用池編碼規(guī) 珂家穩(wěn)法化笆42012等三項現(xiàn)地理委他會旬建起關(guān)于動力丹甲的同寓標(biāo)準(zhǔn)體裝動力電池回密前梯次利用為無 序

4、狀怒白里行到改型,勵力超池標(biāo)準(zhǔn)4生產(chǎn)也前進一大步。關(guān)孑促進誕熊技術(shù)與產(chǎn) 業(yè)發(fā)展的相尋與見苑原電動汽車再缶散電越嶗源的儲幅值比用.芫國動力電相短生命閭 即起瞥弁展對海法的力電西進行梯次利用軒變U鉀蕾孑電廿卞業(yè)安生中閏侍學(xué)與物國內(nèi)外茴次制定的專門甘對攆褥子電池安全生產(chǎn)的感百出標(biāo)畫墻補了T_.L”2017/12/2B握離子電池企業(yè)安嗓生產(chǎn)控制的空白作為推茸性酬T師準(zhǔn)對鋰離孑.電池講一|生產(chǎn)和植的堂全控制具有要的指導(dǎo)一用冒疆棒毒n行政用綠玷I LMt比建電出I DtiiiWRHr2014年國務(wù)院辦公廳發(fā)布了關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見,研究制定 動力電池的回收利用政策;2015年財政部、科技部

5、、工信部、發(fā)改委在關(guān)于2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用 財政支持政策的通知中提到“要讓電動汽車及動力電池企業(yè)承擔(dān)廢舊電池回收的主體”;2016年,發(fā)改委、工信部、環(huán)保局、商務(wù)部及質(zhì)檢總局又相應(yīng)的發(fā)布了一系列政策, 到目前為止,專門針對鋰電池回收的政策總共有20多項。2018年3月,七部委聯(lián)合發(fā)布了最新的關(guān)于開展新能源汽車動力蓄電池回收利用試 點工作的通知。梳理這些政策,可以歸納出以下四點:國家各部委主張動力電池先進行梯級利用,再進行資源化回收;落實生產(chǎn)者責(zé)任延伸,即“誰生產(chǎn),誰負責(zé)”;建立動力電池的回收利用體系,開展一些試點項目,建立回收化網(wǎng)絡(luò)及信息監(jiān)管;行業(yè)規(guī)范不斷完善,國家對企業(yè)的資

6、質(zhì)要求逐步清晰。2、市場規(guī)模鋰電池整體可以分為三大類:消費類電池:用在手機、IPAD、筆記本電腦等消費類電子產(chǎn)品上的電池,以鈷酸鋰電 池為主;動力電池:用在新能源汽車上的電池,乘用車上主要是三元電池,商用車主要是磷酸 鐵鋰電池;儲能電池:用在充電站、火電站、商用儲能等方面的電池,主要使用的是磷酸鐵鋰電 池。梯次利用是什么?舉個例子,例如將電池用在新能源汽車上,電池充滿電的時候是100% 的能量,當(dāng)電池使用一段時間后,電量會衰減,當(dāng)電量衰減到80%的時候就不能使用在汽車 上,這就進行了第一階段的利用;從汽車上衰減下來的電池,電量從80%-20%的區(qū)間可以做 梯次利用,例如應(yīng)用在低速車、電動三輪車

7、、電動摩托車、充電站儲能、火電站削峰填谷、 光伏等方面;電量在20%以下的電池可以認(rèn)為完成了它的壽命周期,這時候就可以進行回收。 這樣就把整個電池的使用按照容量分為了三部分:汽車用、梯次利用、報廢回收。國最理理班邳竺務(wù)霞電也同封插規(guī)模是住:牝用1AU4 德“=生;H牲根座并布瑪俎掘地生資料上臻;中汽臥,木數(shù)據(jù)卜一力電池四戕利用產(chǎn)生嵐展曲壇+廣口怛生2017年中國新能源汽車的產(chǎn)銷量在80萬輛左右,全球來看總共為130萬輛;預(yù)計到 2020年我國的新能源汽車將達到300萬輛,全球?qū)⑦_到500萬輛。根據(jù)新能源汽車的銷量 測算,到2020年鋰電池的需求將達到250GWh,這部分電池的衰減需要逐步回收利

8、用。根據(jù)近年新能源汽車動力電池的需求量測算,乘用車電池容量從100%到80%的時候, 壽命在5年左右,商用車在3年左右,我國新能源汽車大規(guī)模使用在2014年,以此推算, 到2018年左右動力電池將進入大規(guī)模的退役階段,換句話說,2018年真正開始做鋰電池回 收就會迎來新的風(fēng)口,即下一個增長點。根據(jù)高工鋰電、各大券商等的測算,2018年預(yù)計 將有11GWh的電池退役,對應(yīng)的市場空間在60億左右;2020年的市場空間在150億,2023 年達到400億,從2018年到2023年,年復(fù)合增長率達到50%,可以說鋰電池的回收會成為 下一個市場風(fēng)口。國表1假電池.器美應(yīng)辯的西政利用宕式他的電池華次刊網(wǎng).

9、奈丹唧植廠有色蜃腐應(yīng)化物IL有帆電粉液!i型用外去I甭料袞礫二心身責(zé)科,廣衛(wèi)恒生據(jù)高工鋰電的統(tǒng)計,2017年鋰電池的回收量在8萬噸,市場規(guī)模在30-40億左右。在 這8萬噸中,電池拆解占到95%,沒有進行梯次利用,目前梯次利用市場推廣不利的原因主 要有以下幾點:前幾年的電池技術(shù)安全性問題比較突出;報廢量比較少,標(biāo)準(zhǔn)化程度不高,進行梯次利用的匹配比較困難;儲能市場還沒有大規(guī)模釋放。技術(shù)路線1、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖表33邦普嘉團的金屬百收單接近國新能演汽車鹿汨動力看也氈華合利用行業(yè)視花余件制的善聚Ni匚mMa林上行如蠅 溟酒。%卯%98%-危-要證 史去07%-98邦4集團二7*呵幅/明史走利示資料親薄;工

10、偉并.廣證恒生我國在新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件中要求:濕法冶煉條件 下,鎳鉆錳的綜合回收利用率不低于98%,火法冶煉的回收利用率不低于97%。目前國內(nèi)比 較領(lǐng)先的企業(yè)像邦普等已經(jīng)基本達到了標(biāo)準(zhǔn)。2、磷酸鐵鋰動力電池主要分為磷酸鐵鋰,用在商用車上,和三元電池,用在乘用車上,相比較而 言,磷酸鐵鋰更適合梯次利用。這兩種電池的性能不太一樣,磷酸鐵鋰的循環(huán)壽命更長,電 量從100%衰減到80%壽命可以達到2000-6000次。用粗工6寧德時代動力電港韓廢利用精壞壽命測雷2S4i刷比墨班(t)林求利用胭訃壽命f次關(guān)襄技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)點賁料泉源二口wtK好電網(wǎng),廣證恒生寧德時代做過上述測算,

11、退役之后的磷酸鐵鋰動力電池可以作為儲能電池使用至少5 年。磷酸鐵鋰如果直接報廢、拆解回收,收益有限,其成分鐵不值錢,鋰的含量又非常少, 1噸磷酸鐵鋰的回收經(jīng)濟收益在10000左右,如果用作梯次利用收益在30000-40000左右, 所以從這兩個方面來看,磷酸鐵鋰比較適合梯次利用。3、梯次利用梯次利用的技術(shù)難點梯次利用的目標(biāo)產(chǎn)品技術(shù)需求梯次利用的目標(biāo)產(chǎn)口aa梯次利用的流程可以分為三步:先對回收的電池進行篩選,然后進行電池的串并聯(lián), 第三步進行充放電的管理,外加入BMS,設(shè)計容量和功率的匹配。一般電池容量與功率的匹 配比為8:1,放電倍率在0.125C。梯次利用的關(guān)鍵技術(shù)在于兩個:離散整合技術(shù):不

12、同電池的pack技術(shù)不同,拆解完需要對不同的單體電池根據(jù)電池模 組的性能、壽命等進行整合;全生命周期追溯技術(shù):通過BMS提供的SOC、SOH、SOP技術(shù)指標(biāo)進行估算。國家要求構(gòu)建新能源汽車國家監(jiān)測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺,平臺以 電池生產(chǎn)時的編碼為信息載體,一直到電池死亡進行全生命周期的追溯和數(shù)據(jù)記錄。4、資源化回收磷酸鐵鋰壽命比較長,而三元電池的循環(huán)壽命在800-2000次左右,比較短;三元電池 的安全性也沒有鐵鋰電池的好,著火點比較低,不適合用于儲能電站、通訊基站等環(huán)境復(fù)雜 的領(lǐng)域。此外三元電池所含的鎳鉆錳價格比較高,即使直接拆解,收益也很可觀。所以相比而 言,三元電池更適合拆

13、解回收。三元電池拆解回收的價格在40000-50000元/噸,如果將拆 解下來的銀鉆錳再去做三元材料的前驅(qū)體,價格更高,以寧德時代為例,單價在80000元/ 噸。資源化回收分兩個階段:回收的電池先進行預(yù)處理,放電,除去外包裝,手工拆解分 離得到電芯;然后再回收。回收技術(shù)可以分為三大類:干法(物理法):圖表比在電池千洪國收枝來內(nèi)事杷用電也不同色分的寶度I度注等物理加摟分選連慳施的不同.采取破碎.端分手手找胃 在靖介拳愿速時,存在機蛾夾帶我失,劇比佻年或呢全屬的完全,猾向枚工藝冏單,產(chǎn)物游植能闔I電池材料業(yè)并今果,定現(xiàn)不固有摑全桃 的初生翁惠呷收的耳的三通過高盟婪蹺分解上除拈皓利、使村料 志球余高

14、向時短過高灌焚燒電加中也.一.的全域金就化.近藤異解.形成落宣揮舞,瘴過串追持其枚象.資料來源;口卜+廣小鎧電網(wǎng),廣證恒生機械分選法:機械手段破碎篩分,直接分選高溫?zé)峤夥ǎ焊邷胤贌?,形成蒸汽揮發(fā)冷凝干法熱修復(fù):干法之后對回收的粗產(chǎn)品進行再次加工成為材料濕法(化學(xué)法):圍表器鋰電池雙油回枚枚來福收方法溪法密會化學(xué)軍電法禽子交換法得皮奔忙他破期后,用含適的化警稅劑it 提仕源辭,介離浸出窿中的金屬元去 利用某些疔機試酎再要分熊的全忠離子拒成配告物,然后刷用量直的獻劑杵金“電監(jiān)出泉3利用離子義酒樹脂時費就集坤生用的子略合物的吸時晶裝的不同來實現(xiàn)金楫分投流成K低,適合中小照現(xiàn)廢舊陛電池的四收UI比各對

15、隋朝莊能要有豕 有如通制為產(chǎn)生 二次可柒工會茴單.易于探竹周姓奧.責(zé)料來源:UFR-etk電電網(wǎng)、廣證恒生濕法冶金:用化學(xué)試劑溶解分離浸出化學(xué)萃取:用試劑分離離子交換:用離子實現(xiàn)交換生物回收技術(shù):主要是用微生物浸出,目前來說還比較難,技術(shù)問題有待突破。目前行業(yè)上,三元電池普遍采用的是濕法,磷酸鐵鋰采用的是干法,這也是比較推薦的方法。相比而言,濕法的成本比較高,但是回收的材料純度比較高,各有利弊。運營模式1、美國:生產(chǎn)者責(zé)任延伸+消費者押金制度以特斯拉為例,2015年特斯拉發(fā)布了 POWER WALL用于儲能市場,做鋰電池的梯次利用。2、德國:生產(chǎn)者承擔(dān)主要責(zé)任德國政府宣題收生產(chǎn)者承蛆生.11任

16、,利用基金和棒金機制建立了廢 iem池回收體系市場化 實現(xiàn)了良好的效果,依據(jù)德國關(guān)于電池收法 迎的雙定:在德國電也生產(chǎn)和激口商必須在政府登i己.理編商要組修收 回機制同時用戶有義務(wù)將廢舊電池交給指定的回收機構(gòu).這種生產(chǎn)者 責(zé)任延伸制度的落實和立了完善電;蛔收體系。同時,修國環(huán)境部資助 了兩個動力電蛔收利典示范項目對廢舊動力電蠅行資源化利進以博世為例,2015年開始做電池的梯次利用回收,到2018年回收率預(yù)計在50%以上。3、日本:立法+對電池生產(chǎn)企業(yè)補助日本從國家層面立法,對電池生產(chǎn)企業(yè)回收進行補助。以豐田為例,豐田是全球混動 汽車龍頭,1998年就開始做廢舊電池的回收,它的回收主要有三步:先

17、建立回收網(wǎng)絡(luò),然 后對回收的電池進行詳細評估,選擇是維修還是梯次利用,對于完全喪失再利用價值的電池 進行拆解和化學(xué)處理。2015年豐田將凱美瑞混合動力車的廢舊電池用于黃石國家公園設(shè)施儲能供電,重新設(shè)計了儲能電池管理系統(tǒng),208個凱美瑞電池可存儲85KWh電能,將電池 的使用壽命延長了兩倍。4、鉛酸電池回收圖3料車動力電池回喉兩業(yè)模式汽車生產(chǎn)企業(yè)g Su出銷網(wǎng)絡(luò)動力電池回收網(wǎng)絡(luò)昌楚回收腳蠟動力卷也回收利用及資源再生企業(yè)電動車售后服務(wù)機有電池租袋等運爸企業(yè)報即柞抵解企業(yè)數(shù)據(jù)來源;EVTank,伊維智庫,201比(H2016年我國鉛酸電池的生產(chǎn)量達到400萬噸,鉛的價值含量達到400億,從技術(shù)方面

18、看,我國鉛酸電池的回收率可以達到98%,但實際回收率只有30%,主要的問題在于始終沒 有建立一個規(guī)?;木W(wǎng)絡(luò)?;厥罩黧w應(yīng)該實行生產(chǎn)者責(zé)任的延伸制度,即汽車生產(chǎn)企業(yè)、電池成產(chǎn)企業(yè)、第三方 資源回收再生企業(yè)作為回收的主體,其中汽車生產(chǎn)企業(yè)是重點。四叔11 回收兩絡(luò)+專叱化處理”的黃業(yè)植或.已初具雛彩一訪工走眼峭同 Ha輔甘,惠北西收掉之弼赭片金皆曰此理焉專亞也批戲企業(yè)3,_,廢間電熱史*盤散中通_ # _ - II * MK G d Ml k lb fa I ,1 T& nk I a rH fa -卷料來漉:必開資料1廣遙恒生商業(yè)模式上,建立回收網(wǎng)絡(luò),進行專業(yè)化處理兩者有機結(jié)合,目前已初具雛形。未

19、來 的行業(yè)競爭邏輯也主要集中在這兩點:建立全國的回收網(wǎng)絡(luò),產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng),可以攤薄成本;突破技術(shù)門檻。黨囊2L 棚改回收的動力電池成本衙于斯有地區(qū)峰答電僚差(單彷:it/kWh)而便電;fc:品蠹電池,利小前鑿; 一勝工岑愛/瞥瑪工業(yè)把業(yè)大工業(yè)注品資料表源:國家電網(wǎng),樂美證券研黨所目前來看,2017年我國梯次利用的電池非常少,主要問題在于經(jīng)濟性。根據(jù)電池聯(lián)盟 的數(shù)據(jù)顯示,我國的儲能以抽水蓄能為主,火電站以鉛炭電池為主,磷酸鐵鋰電池遲遲沒有 成為梯次利用的主體主要原因在于成本,上圖可以看出,鉛炭電池和抽水蓄能的成本在0.4 元/kWh左右,鋰電池在0.7元/kWh。以煦達動力電池溧陽項目為例,測算

20、結(jié)果表明,儲能 項目靜態(tài)投資回收期在6年左右,如果要產(chǎn)生收益則需要運營滿10年,這樣稅后收益率在 10%。雖然現(xiàn)階段梯次利用的經(jīng)濟性不明顯,但是隨著電池成本的下降,未來梯次利用的市 場會逐步爆發(fā)。投資并購1、中國鐵塔鐵塔公司是由中國電信、中國移動、中國聯(lián)通共同出資設(shè)立的大型通信基礎(chǔ)設(shè)施綜合 服務(wù)企業(yè),主要從事通信鐵塔等基站配套設(shè)施和室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)、維護以及運營工作, 今年1月初,鐵塔公司與重慶長安、比亞迪、銀隆新能源、沃特瑪、國軒高科、桑頓新能源 等17家企業(yè)聯(lián)手進行磷酸鐵鋰的回收,目前在全國12個省市建立了 3000多個基站。2、上汽寧德上汽鼠團與寧鐫時代合作翟的上汽是汽車行業(yè)龍頭,寧德時代是動力電池行業(yè)龍頭,兩大龍頭聯(lián)手卡位動力電池的 回收,2018年3月共同簽署了戰(zhàn)略合作諒解備忘錄。寧德時代在2013年就已經(jīng)對邦普完成收購,目前鋰電池回收業(yè)務(wù)板塊已經(jīng)成為

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