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万华化学详解入局新能源三大逻辑
万华化学投资电池材料三大逻辑预计2030年左右，全球8000万辆汽车中有5000万辆是电动汽车，对材料的需求将是千万吨级的，一定需要一个稳定的供应和有竞争力的成本部分产品是有定制化需求的，尤其是正极材料，万华拥有高效定制化的开发能力电池材料行业能耗较高，尤其是铜箔和正极等材料，如何做到可持续发展，在绿色循环和节能降本方面，万华有丰富经验“ 这么大一个产业，稳定的供应是十分重要的，有竞争力的成本也是非常重要的。我们一定要为这个行业创造价值，才有进入这个行业的资格和存在的价值。”11月15日，在深圳召开的高工锂电年会上，万华化学集团电池科技有限公司副董事长孙家宽博士表示。这是万华化学第一次参加这个锂电行业的聚会，为此，孙家宽还在演讲开头花了不少时间对万华化学做公司介绍。但无需推介，观众显然对这个新入局者兴趣浓厚，把过道也围得水泄不通。万华化学集团电池科技有限公司隶属于万华化学。某种程度上，这可以算作是一家化工巨头对一家电池巨头的回应。去年的高工锂电年会上，宁德时代董事长曾毓群曾提出：“电池市场规模增长之快，很快将迈向TWh时代。海量需求呼唤大化工供应链，需要化工巨头进入这个行业，提供巨量的、稳定的供给，并通过供给侧带动全产业链的升级。”“电池材料我们是2018年选择进入的，目前已被万华确定为第二增长曲线的一部分，现在正大力发展这个产业。”孙家宽说。据介绍，万华选择投资电池材料的逻辑有三：首先，预计2030年左右，全球8000万辆汽车中有5000万辆是电动汽车，对材料的需求将是千万吨级的，一定需要一个稳定的供应和有竞争力的成本；其次，部分产品是有定制化需求的，尤其是正极材料，万华拥有高效定制化的开发能力；最后，电池材料行业能耗较高，尤其是铜箔和正极等材料，如何做到可持续发展，在绿色循环和节能降本方面，万华有丰富的经验。此外，万华的创新能力、化工经验以及资金等其他资源，也为公司进入新能源材料产业提供了坚实的后盾。“我们是一个大化工企业，去年的销售额是1455亿元，有245亿元左右的净利润，能够支撑我们进入一些选定的新行业。”孙家宽表示，万华在全世界有3500名研发人员，每年研发投入大约35亿元。11月15日，西藏矿业公告称，公司拟与中国地质科学院矿产资源研究所、万华化学集团电池材料科技有限公司、倍杰特联合成立西藏盐湖绿色综合开发利用与环境保护联合实验室。“锂电池行业最核心的是锂，中国锂资源最丰富的是盐湖，盐湖提锂的成本是最低的，我们能够提供盐湖提锂的技术，在这方面有很大的投入。”孙家宽说。据介绍，万华的盐湖提锂技术主要体现于“一湖一策”。不同的盐湖里镁锂含量不一样，万华可以根据盐湖的特点开发最适合的工艺，在开发过程中再对关键性原材料进行优化，从而提升效率降低成本。另据记者了解，万华化学的目标是建立盐湖提锂、材料制造、资源回收的全产业链闭环。目前，公司已在锂电池回收领域做了重点布局，以“吃干榨尽”的理念，达到效率最高成本最低。近年来，锂电池产业出现爆发式增长，上游原材料一时供不应求，一批化工企业跨界布局。以正极材料磷酸铁锂为例，新洋丰、中核钛白、龙佰集团、川发龙蟒、金浦钛业等超过20家化工企业蜂拥而入。据高工锂电不完全统计，2021年国内磷酸铁锂规划项目超过300万吨；今年前7个月有近50个磷酸铁及磷酸铁锂投扩产项目，涉及磷酸铁锂产能674万吨。
来源：上海证券报
谁能主导下一代电池？
今年1-9月，我国动力电池累计销量达367.0GWh，累计同比增长243.8%。作为新能源汽车的“心脏”，涨势喜人的动力电池产业被认为是汽车产业发展的一大保障。图为2022世界动力电池大会上展出的新能源汽车及动力电池。视觉中国供图发展电池技术、提升电池性能，是决定新能源车能否实现可持续发展的核心因素。而动力电池技术创新则是一个体系化的过程，往往会涉及材料创新、结构创新、生产工艺改进等多个领域。图为孚能科技位于江苏镇江的锂离子动力电池智能制造工厂生产线。中国汽车动力电池产业创新联盟的统计数据显示，今年1-9月，我国动力电池累计销量达367.0GWh，累计同比增长243.8%。其中三元锂电池累计销量163.8GWh，占总销量44.6%，累计同比增长232.4%；磷酸铁锂电池累计销量203.0GWh，占总销量55.3%，累计同比增长257.8%。作为新能源汽车的“心脏”，涨势喜人的动力电池产业被认为是汽车产业发展的一大保障。但对于那些同时面临产品升级与成本压力的车企来说，如何避免陷入供应链和产能的挣扎中，仍然是不容忽视的一大问题。上海钢联发布的数据显示，11月1日，部分锂电材料报价上涨。其中电池级碳酸锂涨4500元/吨，均价报56.6万元/吨；工业级碳酸锂涨4500元/吨，均价报55.15万元/吨，创历史新高。记者注意到，今年以来，随着电池上游原材料涨价，出于稳定供应链的考虑，不少车企开始与更多的电池生产商建立合作关系。一方面，部分车企接连投资动力电池企业，还有越来越多的车企开始自研电池；另一方面，宁德时代、孚能科技等明星动力电池企业的装机量持续稳定上升，中国动力电池企业在全球新能源汽车产业链中的重要位置日益凸显。有分析人士表示，就像此前整车企业与零部件企业的共同创新推动了燃油车的技术突破、产品创新，进入新能源汽车时代后，车企与动力电池企业之间的选择也是相互的、动态的。“事实上，一些车企在构建新的供应链时，特意加强了与动力电池企业之间的合作，这更有助于实现中国新能源汽车产业链和价值链的全面提升。”技术路线多样化近年来，无论是车企还是消费者，对动力电池的要求都在迅速提高。有不少业内人士表示，要想解决新能源汽车续航不足、充电时间过长等痛点，还需要相关企业尤其是动力电池企业大胆革新，持续推动电池技术进步。与此同时，随着动力电池行业竞争加剧，各大厂商的研发创新已不局限于对电池系统结构和电芯方面的改造升级。今年以来，不少更具性价比、创造力、前瞻性的技术不断出现，如钠离子电池、半固态电池，以及更具颠覆性的固态电池等，动力电池技术路线呈现“百花齐放”。在孚能科技董事长王瑀博士看来，随着电池技术不断迭代、能量密度逐步提升，如今整个行业能量密度向300Wh/kg以上靠拢，电动汽车终于在续航里程表现上开始追平甚至超越燃油车，续航里程不再成为制约行业发展的瓶颈。“但这并不意味着清洁能源已经完成了对化石能源的逆袭。在里程性能之外，人们仍然有着其他的需求：充电时间能不能更节约？成本能不能降低？安全能不能可控？”他同时坦言，动力电池能量密度的革命远未走到尽头，至少还有近10倍的增长空间需要从业者去努力实现。资料显示，动力电池根据正极材料，可分为三元材料电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池等。如果根据封装方式和形状，则可分为方形电池、软包电池和圆柱电池。统计数据显示，以三元锂电池与磷酸铁锂电池为代表的锂离子电池仍是当前我国新能源车动力电池的主要技术方向。一方面，以宁德时代麒麟电池、比亚迪刀片电池、特斯拉4680电池为代表的创新产品各领风骚；另一方面，软包电池凭借能量密度高、安全性强、布局灵活、轻量化好、循环寿命长等优点，备受国内外车企尤其是高端品牌的青睐，成为动力电池技术路线的重要发展方向。据招商证券测算，2025年全球软包电池装机量有望达到650GWh，而孚能科技是目前国内连续4年业内排名第一的龙头企业，产品主要包括三元软包动力电池电芯、模组及电池包等。今年9月，孚能科技推出了全新动力电池解决方案——SPS（Super Pouch Solution）。与单一的系统结构设计创新不同，SPS集大软包电芯、大软包电池系统、大软包电池制造和直接回收四大创新技术于一体，是一整套涵盖“从电芯到系统、从制造到回收”的创新解决方案，在续航里程、充电效率、降本增效、适配车型等方面均实现了大幅提升。据介绍，得益于大软包电芯卧式布置设计，孚能科技SPS使电池系统部件减少50%，材料成本降低33%，提升体积利用率到75%。与搭载4680圆柱电池的车型相比，孚能科技SPS的体积利用率高出12%，拥有3倍循环寿命，导热效率提升60%。在发布会上，孚能科技展示了2.4C、3C和4C三种倍率快充电芯，对应带电量150kWh、100kWh和75kWh，对应续航里程1000km、800km和600km，充电10分钟分别能实现400km、400km和560km的续航里程。此外，同步升级的制造工艺，使SPS具备可观的投资产出比。尤其是该方案让软包电池的直接回收技术更加成熟，不仅减少了能耗，还能进一步提升材料利用率，帮助企业和用户降低成本。谁能主导下一代电池从近年来比亚迪刀片电池、特斯拉4680圆柱电池、孚能科技SPS等新品推动电芯结构创新，到电池车身一体化技术、电池底盘一体化技术的系统结构创新，近年来，电池企业和车企无不在为追求“低成本、高性能和高安全性”的最佳平衡而孜孜不倦地奋斗着。事实上，目前全球动力电池产能集中于中、日、韩三国，全球出货量占比连续多年保持90%以上。自2015年赶超日本成为全球最大的动力电池生产国后，我国在全球市场份额占比持续上升，已占据绝对优势。经过多年积累，不仅我国电池企业的各项发明专利领先世界，上下游产业链的资源配置与布局也更加合理。独立汽车分析师白德认为，中国新能源汽车产业起步较早，且市场渗透率日益提高，因此不论是车企还是消费者，都希望使用技术先进的产品，同时价格也要具有竞争力。“锂离子电池是目前最成熟的一条技术路线。长期以来，车企和动力电池企业努力探索更安全、更先进和更实惠的技术路线，推动了我国动力电池技术不断向前发展。”白德表示，新能源汽车早期存在的动力电池能量密度低、续航里程短等短板已基本得到解决，充电速度慢、怕低温等情况也在不断改善中。以充电效率为例，近年来，随着新能源汽车长途出行的需求激增，因充电桩分布不均、充电慢而产生的用户焦虑屡屡成为全社会热议的话题。为有效地解决充电慢这一难题，孚能科技全自主研发超充超压平台技术，使“800VTC超充超压技术”应运而生。“这是业内首个量产的800V技术平台，充电倍率达到2.2C-4C，SOC10%-80%充电仅需15分钟，处于行业超一流水平。”孚能科技相关产品负责人告诉记者，在温控方面，800V快充系统电流及内阻小，温升小，安全性高；在系统层面，800V快充系统可实现桩和车进一步集成化，逆变器、线束、连接器体积减小，增加布电空间，空间和经济性更有优势。再比如，为了解决电动车在严寒环境面临的系列难题，孚能科技SPS大软包电芯的全极耳和叠片工艺带来了更低内阻和更好低温放电表现。实验数据显示，在零下20摄氏度的低温环境中，SPS系统容量可保持在90%以上，同时充电时间缩短一半。“动力电池技术创新是一个体系化的过程，往往会涉及很多方面的核心技术。”有业内技术专家表示，为新能源汽车装上更抗冻的“心脏”，让其能保持与常温状态下几乎相同的续驶里程，只是动力电池技术创新的目标之一。正如中国汽车工业协会副秘书长师建华所说，新能源汽车还属于新生事物，目前还处在发展初期阶段，做好动力电池是新能源汽车产业发展的核心要求。因此，动力电池技术路线必将是多元化发展的趋势。“哪条动力电池技术路线符合社会要求和市场需求，它就是更好的。”有专家预测称，在未来5至10年内，动力锂电池仍将主导新能源电池产业发展，是新能源车电池的“主力军”。同时，随着动力电池技术日趋成熟，规模效应会使动力电池量产成本下降，新能源汽车的优势还将进一步凸显。创新无止境，科技助强心所谓“得新能源电池者得天下”，电池被认为是影响新能源车能否实现长期稳定发展的核心因素。按照“投产一代、储备一代、研发一代”的行业发展规律，2023年，孚能科技将推出钠离子、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂等电池的第一代产品。值得注意的是，孚能科技已开始量产第一代半固态电池。相关工程师表示，通过半固态逐渐减少电解液，可极大降低车辆自燃的风险，使车辆安全性能大幅提升。《新能源汽车产业发展规划（2021～2035）》提出，要基于现有动力电池技术优势迭代，促进新型电池技术兴起。其中，“加快固态动力电池技术研发及产业化”成为各方关注的焦点。有分析认为，未来固态锂电池产业的发展将基于现有的液态锂电池技术，实现“液态－半固态－固态”的转变，逐步完成对电解液隔膜和正负极材料的替代。中汽数据预计，全球固态电池有望2030年实现产业化。王瑀透露称，孚能科技已经进入产业化的330Wh/kg半固态电池产品，具有高能量密度、高安全、耐低温、高倍率、长寿命等技术优势。“为达到未来理想的电池要求，孚能科技在坚持高能量密度技术发展主线的同时，集成多领域前沿技术，积极打造综合效能最优化的电池标杆。”王瑀认为，未来理想的电池应拥有超快充、高续航、高安全、高能量密度、高回收利用率、丰富储量元素的电池化学体系6大特色。韩国市场研究机构SNE Research曾预测称，2022年全球电动车电池总产能将达到1273GWh，同比增长28.1%。另有统计数据显示，在装机量排名前十的电池企业中，中国企业占据六席。白德提醒说，在动力电池与新能源汽车产业同时狂飙突进的今天，锂矿资源来源、成本问题，以及整车企业与动力电池企业之间“既合作，又不得不防止供应链风险”的微妙关系，接下来将成为各方密切关注的焦点。有市场分析人士表示，由于近年来中国新能源汽车销量迅猛增长，同时国内外新冠肺炎疫情防控形势复杂，包括动力电池等核心零部件在内的供应链面临前所未有的考验。不少车企为了降低“断供”风险，不愿意把鸡蛋放在同一个篮子里，不太愿意让某一家供应商一家独大。中国汽车工业协会的相关负责人预测称，在稳经济、促消费政策持续作用下，今年四季度汽车产销量将继续保持较快增长，新能源汽车以及汽车出口延续良好发展势头，全年汽车市场将实现稳增长目标。白德总结说，当越来越多的企业主动参与到动力电池产业的技术革命中，新能源汽车行业整体的蛋糕才能不断做大，这更利于相关产业链的长足发展。“各种技术创新不断打破动力电池原有的技术上限，有力推动了新能源汽车的普及。当然，未来市场竞争的激烈程度将只增不减，行业洗牌即将来临。”中青报·中青网记者 许亚杰 来源：中国青年报
来源：中国青年报
如何回收数以百万计的废旧电动车电池？
核心观点：在美国内华达州等地，企业家们期待着即将到来的电动汽车锂离子电池报废热潮，并希望为回收的矿物创造一个市场。向内华达州里诺市以东30行驶英里，经过布满灰尘、点缀着淡蓝色鼠尾草的山丘和偶尔出现的人身伤害律师广告牌，一座巨大的混凝土建筑赫然耸立在沙漠中。完全建成后，它将成为一项商业的试点，企业家们将其视为美国未来绿色经济的一个重要方面：锂离子电池回收。建筑经理查克·莱伯指出了卡车卸下电池的区域，以及房间里用来收集泄漏化学品的深层排水管。他向我展示了建筑下方的两英尺厚的混凝土板，这是一个坚实的地基，以便工人们移动设备和调整厂房，从而改进回收过程。今年晚些时候，第一批电池将在这里进行处理，最终目标是逐步提高到每年处理2万吨电池。这座占地6万平方英尺的工厂由美国电池技术公司所拥有，这是一项积极的探索，旨在解决电动汽车带来的环境问题——生产它们的电池组需要大量的资源。这也是在考验商业领袖能否兑现他们帮助建立循环经济的承诺：在循环经济中，材料可以无限期地重复使用，最大限度地减少从地球上不断开采更多矿物的需求。自2019年以来，电动汽车在汽车市场上的份额增加了两倍多，2021年全球销量达到660万辆。在降低气候影响的压力及直接的监管下，许多汽车制造商已经承诺在2040年前停止销售新的燃油汽车。“我们的目标是在五年内让数千万辆电动汽车上路，”可持续发展咨询公司Anthesis Group的亚历山大·米洛瓦诺夫说，他研究了电动汽车转型将如何影响美国的电网，“我们谈论的是一个正在爆炸式增长的市场。”为了满足不断增长的电动车电池需求，美国政府和企业正在投资国内所需矿物的开采——包括镍、锰、钴和锂（其价格在2021年增长到四倍多）。他们同时也在寻找方法，通过回收利用来减少对新开采材料的依赖。2022年3月，美国总统乔·拜登援引《国防生产法》来增加高需求矿物的供应，引导国内对采矿和其他形式的回收进行投资。美国电池技术公司希望在内华达州费恩利建造一座占地6万平方英尺的锂离子工厂，以加速国内的电池回收。（图源：美国电池技术公司）研究人员表示，解决回收利用问题有助于避免持续采矿和有害电池废弃物积累带来的环境风险，然而对这些电池进行再加工和提炼其中的金属以供重复使用既困难又昂贵，而且许多人仍然怀疑这种电池供应链能否持续运作。“电动汽车电池是一项高度复合的技术，其中包含许多不同的组件，因此回收设施将会非常复杂，”加州大学河滨分校的地质学家迈克尔·麦吉本说，“从长远来看，这很重要；但从短期来看，它还有很长的路要走。”提取特定矿物为了给汽车供电，电池中的电子从负极（即阳极）移动到正极（阴极）。通常情况下，阳极由铜和石墨制成，而阴极由一类称为锂金属氧化物的化合物组成，含有锂以及钴、锰和镍等其他金属。所有这些金属都必须提取出来，而且仅靠回收还不能满足市场需求。尽管美国有很多铜矿（并从废品回收中获得相当大一部分铜），但锂离子电池中几乎所有的其他金属都来自其他国家的矿区。全球80%以上的锂来自智利、澳大利亚和中国，而60%以上的钴来自刚果民主共和国。这种对海外市场的依赖可能伴随着代价。例如，如今开采的大部分锂来自智利脆弱的阿塔卡马沙漠，那里通过在大型池塘中蒸发盐水来提取锂。这种方法具有成本效益，但研究人员和当地社区对有毒废弃物以及水资源枯竭和污染表示担忧；据估计，提取1吨锂需要50万加仑的水，其中大部分被蒸发掉。在一些地区，开采电池金属也与侵犯人权有关，例如刚果民主共和国的钴矿，那里的公司被指控使用童工、支付低薪以及未提供基本的安全设施。电动汽车由大型电池组提供动力，电池组由数千个单独的电池组成。每个电池包含四个主要部件：负极（阳极）、正极（阴极）、电极之间的塑料隔板，以及供锂离子流动的电解液。生产这些部件需要消耗大量的能量和材料，尤其是阴极。材料的长途运输还会产生温室气体：在有人坐上全新电动汽车的驾驶座之前，一些电动汽车电池材料在运输途中已经旅行了数万英里。（尽管如此，除了少数例外，电动汽车的碳足迹仍比燃油车要小，因此电气化交通是减少碳排放、避免灾难性气候变化的关键。）目前，采矿仍然是必要的，研究人员认为可以通过本土运营和新技术来减小其影响。但他们表示，改进回收利用技术和商业模式也至关重要。经过数千次的充放电后，锂离子电池的电极单元就会耗尽，正极材料就会出现裂缝，导致电池无法储存和提供足够的电量。数以百万计的电动汽车电池很快就会达到这种损耗程度，如果将它们存放在垃圾场，它们可能会渗出有毒化学物质，甚至会起火。少数几家美国公司回收电池进行再利用，但产能远低于从汽车、手机、电脑和其他电子产品中回收锂离子电池的产能。2019年，美国回收公司从垃圾填埋场转化了约15%的报废锂离子电池。回收利用所面临的挑战盈利能力是一个主要障碍。尽管锂离子电池中含有有价值的金属，但很难把它们拆开，从一层层紧密堆叠的无机和有机化合物中提取矿物。据一项研究估计，回收锂的成本是卤水开采原始锂的五倍。相比之下，燃油车上的铅酸电池几乎完全是从垃圾填埋场转化和回收的。“与锂离子电池相比，回收铅酸电池非常容易，”地质学家詹斯·古兹曼说，他是德国亥姆霍兹弗莱贝格资源技术研究所的所长，也是《材料科学研究前沿进展年鉴》上一篇关于构建循环金属经济的文章的合著者。组成锂离子电池的矿物来源于世界各地，其中一些来源于环境和劳工标准相对较差的国家。上图给出了一些主要电池矿物的主要来源。另一个问题是，目前主要的锂离子电池回收工艺也不是特别高效。许多回收商使用火法冶金工艺，需要熔化电池和烧掉塑料隔板以提取目标金属。火法冶金是能源密集型的，会排放有毒气体，而且根本无法回收包括锂在内的一些有价值的矿物。随着电动车销售额不断增长，大规模的电动车电池报废潮将很快加剧回收问题。研究人员预测，到2028年，全世界将有超过100万吨的电池需要处理。伦敦大学国王学院的材料科学家劳拉·兰德说：“我喜欢把它与塑料行业进行比较——我们有很多塑料垃圾，而人们并没有真正面对这个问题——我只是担心这种情况也会发生在电池上。”而根据澳大利亚悉尼科技大学可持续未来研究所撰写的一份报告，如果能够实现盈利，那么到2040年，实现规模化回收电动车电池可以将全球对新开采的锂的需求减少25%，对钴和镍的需求减少35%。美国能源部的ReCell中心正在努力改善电池回收过程，该中心由国家实验室和大学合作，于2019年启动。在这里，研究人员正在努力扩大所谓的“直接回收”的规模。这种方法旨在更好地回收阴极材料，它是一种精心制造的粉末，而熔化或溶解整个电池会破坏它。阿贡国家实验室和ReCell中心的材料科学家阿尔伯特·里普森说：“他们投入了大量的时间和精力来制造这些漂亮的直径约为10微米的球形颗粒，它们具有正确的晶体结构。”里普森的研究团队开发了一种化学工艺，能够成功回收阴极粉末，然后通过添加新的锂使其重获新生，恢复原电池老化时失去的充电能力。与其他使用能源密集型步骤重新制造阴极材料的回收工艺相比（这些方法中有一个步骤需要将材料投入巨大的熔炉中），直接回收方法可以提升回收电池组件的利润，同时减少温室气体排放。ReCell的直接回收方法目前只在实验室规模的批次中进行，但里普森说他的团队正在与公司合作扩大该方法的规模。在智利的阿塔卡马沙漠，锂矿开采业使用巨大的蒸发池来浓缩和提取锂。这种做法不仅会对环境造成较大的干扰，还导致了人们对水资源枯竭和污染的担忧。（图源：REUTERS / ALAMY STOCK PHOTO）电池回收初创公司主要使用一种叫做湿法冶金的技术，将电池溶解在酸中，然后用溶剂来提取矿物质。尽管湿法冶金并不是什么新鲜技术，但美国电池技术公司、红木材料公司等回收公司均表示，他们正在提高湿法冶金的效率，回收的材料也比过去更多。这两家公司都位于内华达州北部，且都由前特斯拉工程师领导。美国电池技术公司的负责人瑞安·梅尔塞特说，他在特斯拉的超级工厂（位于内华达州斯帕克斯郊外的一座组装电池的巨型工厂）的工作经历启发他提出了改进回收技术的方法。他的公司不会像老式的湿法冶金回收那样粉碎电池，而是使用机器分解废旧电池，将塑料、铝和钢等低价值部件分离并出售，然后通过专利化学反应提取镍、钴、锰和锂。梅尔塞特说：“我们的团队不会仅仅把电池扔进炉子或粉碎机，而是基本上采用了许多为制造电池而开发的技术，以相反的顺序进行操作。”他说，该工艺可以回收90%以上的高价值元素。从汽车中获取电池然而，为了回收电池，这些初创公司首先要确保这些电池组能够被送到他们的工厂——这本身就是一个挑战，因为目前处理报废汽车的工厂没有针对电动汽车的规范流程，包括如何处理电池。梅尔塞特表示，他的公司希望与通用汽车、福特和斯特兰蒂斯（拥有道奇、吉普和玛莎拉蒂等多个品牌）建立新的合作关系，以确保在汽车以旧换新时，电池将被送去回收利用。而红木材料公司已经宣布与大众、丰田、福特和其他汽车制造商在电池收集和回收方面开展合作。我和建筑经理莱伯在美国电池技术公司未来的回收设施中穿行，他向我展示了成品仓库的位置，就在卡车卸货点对面的大楼里。在第一阶段的运营中，这些成品将由“黑色物质”组成，这是一种易碎的贵重金属混合物，将被出售给冶炼公司进行进一步精炼，然后转售给电池制造商。最终，该公司计划增加第二阶段，就地将这种混合物进行精炼，分别提取各种矿物。国际能源署预计，为了实现将全球气温上升幅度控制在远低于2摄氏度（可持续发展方案）的碳排放削减目标，针对几种关键矿物的需求将会激增。如果各国只是按照目前的承诺（既定政策）采取行动，需求同样会增加，只是增速较小。美国电池技术公司、红木材料公司、再提取技术公司和加拿大的锂循环公司构成了美国电动汽车电池回收产能的四大支柱，它们在网站上展示的愿景表明，它们正在努力建立一个无限可回收的供应链。但电池矿物真的可以无限重复使用吗？米洛娃诺夫和古兹曼等专家表示，由于劳动力成本和能源需求等障碍，这是不太可能的。但里普森说，只要经济上可行，在技术上还是有可能实现规模化，回收电池中90%以上的锂、钴、镍和铜。归根结底，电池回收的成功取决于它能否足够便宜。负责任采矿保证倡议联盟的执行董事艾梅·布兰格表示，即使技术有所改进，回收商也可能难以使他们的产品在成本上与原始矿物竞争。该组织与企业合作，改善采矿项目的环境和劳工标准。可能还需要有激励措施和法规：在欧盟，监管机构已经提出了可持续电池的指导方针，其中包括要求电池中含有一定比例的回收材料。梅尔塞特很乐观。他认为，由于现在大多数电池矿物都是在国际上开采的，原始矿物的运输和进口成本将使本土回收材料具有竞争力，这一计算得到了一些研究的支持。他希望大约再过两年，就开始建设一个规模更大的工厂，以跟上不断增长的电动汽车销量。由于市场对矿物的需求超过了目前回收所能提供的量，他的公司还拥有内华达州中部的锂矿开采产业的股份。“一些世界上最大的公司正在尽可能多地购买回收的电池金属，”他说，“现在的挑战是谁能最快实现规模化。”译名对照表：Reno 里诺市Nevada 内华达州Chuck Leber 查克·莱伯American Battery Technology Company 美国电池技术公司Alexandre Milovanoff 亚历山大·米洛娃诺夫Joe Biden 乔·拜登Defense Production Act 《国防生产法》Michael McKibben 迈克尔·麦吉本University of California, Riverside 加州大学河滨分校Atacama Desert 阿塔卡马沙漠Jens Gutzmer 詹斯·古兹曼Helmholtz Institute Freiberg for Resource Technology 亥姆霍兹弗莱贝格资源技术研究所Annual Review of Materials Research 《材料科学研究前沿进展年鉴》King’s College London 伦敦大学国王学院Laura Lander 劳拉·兰德University of Technology Sydney 悉尼科技大学Albert Lipson 阿尔伯特·里普森Hydrometallurgy 湿法冶金Redwood Materials 红木材料公司Ryan Melsert 瑞安·梅尔塞特Stellantis 斯特兰蒂斯集团Aimee Boulanger 艾梅·布兰格Retriev Technologies 再提取技术公司Life-Cycle 锂循环公司
来源：中科院物理所
动力电池梯次利用与再生利用产值预计可超千亿规模 有望成为下一个风口产业
智通财经APP获悉，高工产业研究院预计2025年我国退役动力电池累计137.4GWh，梯次利用与再生利用产值预计可超千亿规模。预测2025年，中国需要回收的废旧电池容量将达到96万吨，2025年通过回收动力电池可再生的锂、钴、镍、锰资源量分别约占相应需求量的27.7%、55.5%、28.7%、47.9%。动力电池是新能源汽车的重要部件，在整车成本中占有很大比重，从动力电池使用寿命来看，动力锂电池的使用年限一般为5—8年，有效寿命为4—6年。如今国内第一批新能源车型将从今年年底开始陆续迎来动力电池退役热潮。动力电池含有镍、钴、锰等多种重金属，其电解液中的六氟磷酸锂易在空气环境中水解，产生五氟化磷、氟化氢等有害物质，威胁环境安全。新能源汽车动力电池退役后，可能仍有20-70%不等的剩余容量，可降级用于储能、备电等场景，实现余能最大化利用，像常见的手持小风扇的很可能来源于退役电池。目前动力电池已经开始进入大批量退役阶段，动力电池回收蓝海市场“钱”景乍现。据EVTank数据显示，2021年国内锂电池回收市场规模为170亿元，2022年，规模将扩大至482.9亿元，2026年前后，规模有望突破1000亿元。政策方面，针对动力电池的梯次利用，国家和地方也出台了相应的政策予以规范。8月1日，工信部、发改委及生态环境部联合印发《工业领域碳达峰实施方案》。其中提到，要推动新能源汽车动力电池回收利用体系建设。工信部下一步将研究制定《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》，健全动力电池回收利用体系，提高动力电池回收利用水平，有望加速动力电池回收行业的发展。另外，北京、江苏、江西等省市提出了动力电池回收的政策目标，上海、浙江、天津等省市则提出了动力电池材料和技术突破的相关目标。近两年，受上游原材料价格上涨影响，锂电价格持续走高，新能源汽车也迎来了涨价潮。稳供应成为产业链普遍关注的问题，缓解压力的通道有二：一是力争稳住上游原材料价格，二是加大动力电池回收利用。前者不可控，后者自然成为了潜在的蓝海市场。东莞证券认为，动力电池回收是必要解决的社会问题和环保问题，是推动新能源汽车产业可持续发展不可或缺的一环。同时，动力电池上游原材料的价格大幅上涨，提高了回收动力电池的经济价值，有助于改善回收企业的盈利能力。 当前我国动力电池回收行业尚处于起步阶段，伴随着新能源汽车渗透率将持续攀升，动力电池回收产业未来发展空间巨大，有望成为下一个风口产业。目前在动力电池回收赛道上，按照回收主体不同，目前业内存在着三种主流的商业模式，分别为：①以电池生产商为回收主体的模式；②以汽车制造商为回收主体的模式；③以第三方为回收主体的模式。宁德时代作为动力电池“一哥”，在电池回收领域同样出色，借力广东普邦打造商业闭环。整车制造商动力电池回收的代表企业为上汽集团，其首个动力电池梯次利用项目已成功落地。第三方为主体的企业代表为格林美，在回收渠道方面，已与丰田、长安、蔚来、威马、小鹏等超过500 家整车厂和电池厂签署协议，建立废旧电池定向回收网络。相关概念股：宁德时代(300750.SZ)：提前布局回收领域，拥有领先的回收技术，镍钴锰回收率达99%以上。2021年公司在湖北宜昌新建邦普一体化电池材料产业园项目，与德国BASF合作拓展欧洲市场，推进回收业务快速发展。格林美(002340.SZ)：当前国内动力电池回收的两大头部企业之一，构建了全球先进的“动力电池回收—梯级利用—原料再制造—材料再制造—动力电池包再造”的新能源全生命周期价值链模式。格林美拥有3个动力电池综合利用中心，回收处理废旧电池(除铅酸电池外)占中国报废总量的10%以上。赣锋锂业(002460.SZ)：在互动平台表示，公司目前是锂电池回收的行业头部企业之一，拥有3.4万吨综合废旧电池回收产能，锂镍钴等金属的回收率已达到行业一流水平。道氏技术(300409.SZ)：于2020年底取得第二批电池回收利用资质，目前已经建成对应产线，并已开展回收业务。天奇股份(002009.SZ)：已从六大渠道方向开展动力电池回收体系建设及回收渠道布局，构建“互联网+回收”平台，建立覆盖全国的废旧锂电池回收服务网络，共同构建废旧锂电池循环利用生态圈，形成具有天奇企业特色的锂电池服务及循环体系。
来源：智通财经网
动力电池成本十年降了八成，现在这条路走到头了吗？
两年前，刚大学毕业不久的方玉曾向记者表示过疑惑，电动车“马力不足”“续航很短”“充电缓慢”，如何能广受追捧？当时方玉对电动车的印象还停留在很久以前的电动二轮车时代。这啼笑皆非的认知差背后，正反映了我国动力电池在过去十年间的快速进化。近日，在2022世界动力电池大会上，宁德时代新能源科技股份有限公司(300750.SZ，下称“宁德时代”)董事长曾毓群表示，过去10年内，行业不断创新，动力电池能量密度的增长带来了续航里程6至7倍的提升，同时成本也下降了8成。但是近期因为上游原材料涨价，动力电池成本又涨回去不少。中关村新型电池技术创新联盟秘书长、电池百人会理事长于清教在接受第一财经记者采访时也表示，未来动力电池在技术及产业规模的提升上空间很大，但动力电池成本的下降空间没有过去十年那么大了。十年成长之路中国动力电池的全球占比还在提升。10月上旬，韩国市场研究机构SNE Research公布的最新数据显示，2022年8月，全球电动汽车电池装机量达45.7GWh，同比增长90.3%，连续26个月保持稳定增长。其中，中国电池企业的市场份额达到约64%，环比增长1.6个百分点，而韩国电池企业的市场份额约为20.4%，环比下降1.5个百分点。具体公司层面，今年8月，宁德时代装机量为18 GWh，同比大涨128.6%，市场份额近40%，成为全球电动车电池领域当之无愧的“王者”。比亚迪股份有限公司(002594.SZ，下称“比亚迪”)也以14.3%的全球市占比领先于LG新能源，排在动力电池装机榜的第二名。除此之外，中创新航科技股份有限公司(03931.HK，下称“中创新航”)、国轩高科股份有限公司(002074.SZ，下称“国轩高科)、欣旺达电子股份有限公司(300207.SZ，下称“欣旺达”)、蜂巢能源科技股份有限公司(下称“蜂巢能源”)分别排在第7~10名。今年前8个月，中国电池企业市占率也已达到约58.1%，环比增长0.8个百分点；而韩国企业市占率仅约25%，环比下降0.9个百分点。时针拨回十年前。2012年，全球动力电池行业几乎是日韩企业的天下，我国还处于发展的初级阶段。当年，我国新能源汽车的销售为仅为1.28万辆，仅有今年预期新能源汽车销量550万辆的1/500；动力电池装机量则仅为0.66GWh，仅有去年装机量的1/250。当年，如今闻名全球的动力电池巨头也不过是名不见经传的小企业。宁德时代刚从新能源科技有限公司(ATL)动力电池部门独立出来一年，刚拿到来自宝马的订单，这算是其真正意义上的第一个大单。比亚迪首款混合动力车F3 DM虽然已正式上市4年，但是却并未在市场上引起波澜，甚至还处于经销商“退网门”的恢复期。而国轩高科则刚完成股份制改造……但很快，中国新能源汽车产业在政策支持下迎来井喷式发展，而作为新能源汽车最关键零部件的动力电池乘风而起。行业也回馈这些踩准时代节奏的企业以巨大的“宝藏”。于清教向记者表示，我国动力电池这十年的发展，主要得益于国家政策对于新能源汽车产业的力挺，特别是补贴政策，还有“动力电池白名单”，这些为国内动力电池企业的成长带来了极大的助力。2012年7月9日，国务院正式发布《节能与新能源汽车产业发展规划》，规划称将重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化，到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆，累计产销量超过500万辆。为达成上述目标，新能源汽车补贴、免购置税的政策也随之而来。另外，为引导和规范汽车动力电池行业健康发展，2015年3月，工信部还制定了《汽车动力蓄电池行业规范条件》，规定在售的新能源汽车只有搭载了符合条件、进入“白名单”目录的动力电池，才能享受新能源汽车补贴，搭载目录之外的动力电池则无法获得补贴。这份“白名单”在2019年取消。它在很大程度上促进了本土动力电池企业的发展。在这期间，我国动力电池装机量从2014年的3.7GWh，涨至2019年的超62GWh，年复合增长率达2.35倍。与此同时，来自中国的多家电池厂商也跑步进入全球动力电池装机量排行榜前十。2017年，顺势而起的宁德时代打败日韩动力电池巨头，以11.84 GWh的装机量成为全球销冠，自此之后，宁德时代便一直蝉联销冠。即使在“白名单”取消后，我国动力电池企业已经壮大，装机量也并未受过多不利影响，2020年、2021年分别同比增长2.3%、142.8%至63.6 GWh和154.5 GWh。经过10年的发展，除规模做大做强外，于清教表示，我国动力电池材料和设备也实现了从依赖日韩进口到独立自主提供的转变，他向记者提供的一组数据显示，我国动力电池四大材料及设备的国产化程度均已超90%。降本有多大空间？过去十年，在于清教看来，我国动力电池并非如数据表现般一帆风顺，也经历了前期政策不稳定性与落地难；市场小、散、乱；原材料价格剧烈波动；技术路线摇摆不定；核心技术与设备受制于人等难题，但最终都通过政策支持和自主创新慢慢走出了阴霾，“目前我国的动力电池产业已开始领跑全球。”过去10年，依赖不断的创新，曾毓群在日前的2022世界动力电池大会上指出，动力电池能量密度的增长带来了电动车续航里程的6~7倍的提升，同时成本还下降了8成。孚能科技(赣州)股份有限公司(688567.SH，下称“孚能科技”)一内部人士向记者表示，动力电池性能不断提高、成本不断降低的现象是典型的“剪刀差”。孚能科技方面认为，历史的经验是动力电池电芯能量密度每10年翻倍，每年的增长率约为7%~8%，而对应电池成本则以每年10%~12%的速度在下降。这是基于动力电池不断的材料和结构创新的结果。曾毓群表示，前十年，在材料创新上，宁德时代第一个在世界范围内量产了811电池；在结构创新上，宁德时代首创并且量产无模组CTP技术，“宁德时代每年都会拿出营收的6%~7%投入到研发中，2021年投入了77亿元。”如今，我国动力电池厂商自主创新成果“百花齐放”，如宁德时代麒麟电池、比亚迪刀片电池、中创新航软方壳电池、蜂巢能源短刀电池等。随着下一代动力电池技术量产阶段的到来，动力电池能量密度也有望继续加速提升。在2022世界动力电池大会上，多家动力电池企业提到了在固态/半固态电池方面的量产进程，其中北京卫蓝新能源科技有限公司董事长俞会根表示，公司今年年底将进行360Wh/kg半固态电池的小批量生产，预计明年下半年正式量产。主攻混合锂金属电池的SES AI Corporation(SES)创始人兼CEO胡启朝也向第一财经记者表示，未来下一代动力电池技术肯定还会往能量密度提升方面努力。如果锂金属电池能成功量产，动力电池的能量密度还会在锂离子电池的基础上再上一个台阶。在胡启朝看来，锂离子电池的能量密度已经发展到了一定的瓶颈，而锂金属电池则是方兴未艾，未来发展路径会和过去10年的锂离子电池相类似。于清教也向记者表示，未来动力电池在技术及产业规模的提升上空间很大，各细分市场都有极大的增量空间，未来的发展将是高质量，快而稳。但随着市场成熟度的提升，动力电池成本的下降空间没有过去十年那么大了。对于动力电池成本下降速度是否还会复刻过去10年的历史的问题，胡启朝并不能给出明确答案。他指出，随着规模化的提升，动力电池成本确实一直在下降，但自前年锂、镍等原材料大幅涨价开始，这种趋势被逆转了。动力电池可能会由过去的一个产业链形成多个区域产业链，“产业链分裂之后，成本会很难降下来。”近两年来，随着上游原材料价格的大涨，动力电池成本反而出现了大幅上升。对此，动力电池企业选择涨价，降成本压力向车企传导，可即便如此，宁德时代一季度毛利率骤降至14.48%，创下有纪录以来的新低。不过，业内人士普遍认为这只是短期供需失衡和“炒作”因素带来的结果。山东隆众锂分析师曲音飞向记者表示，作为动力电池最主要原材料的锂盐预计将在明年或后年出现拐点，进入下行周期。孚能科技上述人士也向记者指出，在汽车电动化持续推动、技术创新主导行业发展等基本面不变的前提下，成本与性能的“剪刀差”依然会是未来的大趋势。(受访者方玉系化名)
来源：第一财经
企业缘何积极布局动力电池回收赛道
9月23日，由蜂巢能源100%控股的藤青青再生资源(上饶)有限公司和中伟新材料股份有限公司控股子公司贵州中伟资源循环产业发展有限公司合资成立的常青藤再生资源(上饶)有限公司在江西上饶正式启动，标志着蜂巢能源官宣进入电池回收领域。至此，宁德时代、中创新航、国轩高科、亿纬锂能等主要电池企业均已布局电池回收领域。■■ 回收企业数量爆发记者了解到，早在2015年，宁德时代就通过收购邦普循环发力动力电池回收领域；今年2月，中创新航与厦门金圆合资成立中创新航科技(福建)有限公司，布局电池回收等业务；今年4月，比亚迪成立台州弗迪电池有限公司，由比亚迪间接全资持股，经营范围包括电池制造销售、新能源汽车废旧动力电池回收及梯次利用等；目前，国轩高科已在合肥庐江布局锂电池回收产线，并在合肥肥东布局了包括动力电池上游原材料及电池回收在内的生产基地。与此同时，不少车企也选择与电池产业链企业联手布局回收。5月，宝马集团宣布与华友循环携手在新能源汽车领域，打造动力电池材料闭环回收与梯次利用的创新合作模式，可以将分解后的原材料，如镍、锂等提供给宝马的电池供应商用于生产全新动力电池，实现国产电动车动力电池原材料闭环回收及闭环管理；8月，广汽埃安与赣锋锂业建立合作关系，将在锂资源开发、中游锂盐深加工及废旧电池综合回收利用各层面的深入合作。数据显示，截至今年8月底，我国现存动力电池回收企业数量已突破6万家。天风证券指出，动力电池回收作为锂电池后周期行业，需求有望受产业链景气传导而逐年走高，预计2030年我国动力电池总退役量有望达到380.3GWh，2021-2030年，年复合增长率高达48.9%，未来有望呈现指数式增长。从长视角来看，行业当下正处于长景气周期的起跑点。■■ 高价抢废料成常态镍、钴、锰、锂是电池回收中最核心的金属，其价格波动也影响着全产业链。2020年底，电池原材料价格开始上涨，随后一路上涨至今。9月27日，上海钢联的数据显示，电池级碳酸锂现货均价上涨0.35万元/吨至51.5万元/吨，市场最高价达52万元/吨。平安证券的研报指出，得益于新能源汽车产业快速发展，8月动力电池需求继续呈现快速增长态势，磷酸铁锂和三元电池产量同比增速均超100%，带动中游正极材料需求高增，上游锂资源供需偏紧格局难缓解。由于上游原材料供应紧张、价格持续上涨，使得此前往往被忽视的电池回收领域热起来的同时，也使得废料价格已高于成品，出现价格“倒挂”现象。据SMM调研分析，国内8月废旧锂电回收共30396吨（包含电池、极片和黑粉形态的回收废料），回收量较7月环比小增2%。8月废旧锂电原料采购延续紧张状态，金属镍、钴价格震荡，但实际回收系数并未因金属价格震荡而调整，而是受8月四川限电、碳酸锂价格上行影响，回收系数也随之呈上行之势。目前回收成本的增加，与市场废料供给短缺、哄抬价格不无关系，高价抢购废旧电池料已成回收行业常态。业内人士认为，满足下游新能源汽车需求，一方面要加强上游矿产资源开采，另一方面也要加强金属材料回收。“目前无法单单靠买矿进行精炼加工来满足整个新能源汽车行业发展，而回收则是突破点。”某电池回收企业人士对记者表示。近期宁德时代董事长曾毓群公开表示，大规模使用回收材料是实现电池低碳化的重要手段。据了解，通过工艺技术升级、分离纯化体系迭代、装备自动化提标，宁德时代镍、钨、锰的回收率可达到99.3%，锂的回收率可达90%。■■ 产业链闭环正逐步完善电池回收是实现电池绿色低碳、提高经济效益的重要帮手。中国汽车技术研究中心的数据显示，预计2025年我国动力电池累计退役量将达到78万吨。但事实上，多位业内人士都曾指出，目前我国只是初步建立了电池回收体系，还未形成成熟运作模式。据了解，自2018年起，工信部先后公布3批废旧动力蓄电池白名单企业，共计47家企业以“正规军”身份从事电池回收业务。但目前，不少废旧电池流入了“黑作坊”，“正规军”打不过“黑作坊”的现象仍未消除，也使得本应该是绿色产业的电池回收领域存在“黑色角落”。上述电池回收企业人士进一步建议：“要淡化行业准入，强化企业监管，特别是对企业是否满足动力电池回收的环评工艺、环评批复、运行监测标准要求，作为重点；强化生产则责任延伸，要重点从源头抓起，强化车企和电池企业的生产者责任延伸制，要从销售的那一刻开始追踪溯源。”此外，近年来动力电池技术水平的快速迭代。格林美副总经理张宇平指出，CTP、CTC等新型电池包的问世，给回收拆解带来了新的难题，企业要确保资源得到高效精益化回收，实现真正的绿色拆解回收。9月16日，在工信部召开的新闻发布会上，工信部节能与综合利用司司长黄利斌介绍，截至8月底，190余家汽车生产、动力电池综合利用等企业在全国31个省、自治区、直辖市的326个地市级行政区设立了10235个回收服务网点，同时，培育了45家梯次和再生利用骨干企业，探索形成“梯次电池以租代售”“废料换原材料”等一批新型商业模式，回收利用体系正在逐步完善。黄利斌还表示，工信部将加快研究制定新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法，加大监管约束力，强化电池流向管理，压实各方主体责任。
来源：中国能源报
