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中国铁塔动力电池回收“阳谋”
市场和政策的共同叠加正在开启动力电池回收领域的蓝海，围绕于此，作为应用大户的中国铁塔正“跑马圈地”。“未来的动力电池回收市场将是一个蓝海，谁能在现在未雨绸缪，做好规划和准备，谁就能抢占先机，在未来的蓝海中随意遨游。”本周，中国铁塔副总经理、铁塔能源有限公司董事长刘国锋在其组织的一个动力电池回收论坛上表示。从电池装机规模来看，国内新能源汽车产销量连续多年高速增长，保持全球第一。截至今年上半年，国内新能源汽车保有量达344万辆，同比增加145万辆，增幅72.85%。动力蓄电池装配量超过174GWh，同比增长71GWh，增幅68.93%。从电池退役数量来看，按车用动力电池5～8年的使用寿命测算，2014年投产上市的动力电池在2019年开始进入批量报废期。按照业内预估，今年动力电池的退役量将达到6.39万吨，到2020年回收量将猛增至25GWh（约20万吨），2025年约116GWh（约78万吨）。日益增长的海量的退役动力电池将驱动回收利用产业的快速爆发。从电池退役市场规模来看，今年动力电池回收市场规模将达50亿元，2020将突破100亿元，2025年更是会攀升到380亿元的规模。政策层面也给足了充足的动力。l 2018年1月26日，工信部等七部委联合印发了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，鼓励相关企业共建、共用退役动力电池回收渠道，按照先梯次利用后再生利用原则，对废旧动力电池开展多层次、多用途的合理利用。l 2018年7月3日，工信部发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》，对我国新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理工作进行了全面部署，对各环节主体履行回收利用责任情况实施监测。l 2018年7月25日，工信部等七部委联合发布了《关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》，正式确定17个省市和中国铁塔为试点地区和企业，鼓励探索技术经济性强、资源环境友好的市场化回收利用模式。l 2018年9月5日，工信部发布了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》第一批企业名单，推动废旧动力电池综合利用的行业管理。上述一系列办法和规范的发布与实施，标志着回收利用顶层体系已搭建完成，动力电池回收已进入全面实施阶段。新能源汽车的高速发展和国家政策红利的双重驱动，为动力电池回收利用产业开辟了一片广阔的蓝海。坐拥全国近 200 万座铁塔站址资源，全球最大通信铁塔基础设施服务商中国铁塔正在实施 “一体两翼” 战略布局，从以面向通信行业内的塔类与室分业务的 “一体”，开始向面向社会的能源服务、跨行业站址应用与信息服务的“两翼” 延伸布局。而这其中，依托于基站储能对于退役动力电池巨大的需求量，中国铁塔在该领域展现出了巨大的野心。自2018年起，无论新建还是存量基站，都停止采购铅酸电池，改用梯次动力电池予以满足。同时，在全国17个省市开展回收体系建设，进行流程穿越和商业模式探索。在梯次利用方面，中国铁塔已成为全国退役动力电池梯次利用的主渠道，一是规模应用。截至目前，中国铁塔的梯次电池使用量已超过4Gwh，相当于10万辆电动乘用车的退役量，取得了良好的社会效益和经济效益。二是在标准上。中国铁塔制定了退役动力电池梯次利用的一系列技术标准，填补了国内空白。三是安全可靠。中国铁塔通过技术手段，实现了动力电池梯次利用的“可视、可管、可控”，确保梯次电池能够安全可靠使用，并且来源可溯、去向可追。在电池回收方面，其编制了《中国铁塔退役动力电池回收实施方案（试行）》，对回收流程、权责界面、政策法规等进行了详细阐述，并先后两批次在全国17个省和地区开展回收试点工作。在试点的基础上，其于今年7月份在广东惠州、河南新乡、江苏南通、四川绵阳建立了动力电池回收与创新中心，宁夏银川和辽宁沈阳回收与创新中心也在积极筹备中。各中心统一协调本区域内各省市的退役电池回收工作，同时与检测和加工企业密切合作，按照我公司规范统一进行检测和加工，形成成品后满足区域内各省市需求。在对外拓展方面，基于公司的资源和能力优势以及规模化的回收利用经验，中国铁塔于今年6月5日成立了铁塔能源有限公司，注册资本50亿RMB。高工锂电据悉，铁塔能源主要依托中国铁塔动力电池的备电使用经验、规模采购优势、专业化维护能力和可视、可管、可控的智能监控系统，以高能效动力电池为载体，主要面向金融、交通、医疗、低速电动车客户群体及一般工商业用户提供备电、发电、充电、换电、储能等电力保障和能源服务，打造全国性的电力保障与能源服务专业化公司。
来源：高工锂电
动力电池“退役潮”席卷而来 回收体系需加快完善
动力电池“退役潮”席卷而来，动力电池回收也成为摆在整个行业面前的重要问题。“要加快完善落实动力电池的回收体系。” 交通运输部运输服务司副司长蔡团结在近日召开的中国汽车产业发展（泰达）国际论坛上提出。自2015年以来，我国新能源汽车的产销量连续四年全球第一，新能源汽车销售的快速增长带动了动力电池装机量的强劲发展，2015年到2018年之间我国动力电池装机量由16GWh增长到57GWh，年复合增长率达到54%。随着动力电池装机量的攀升，动力电池回收问题也变得愈发迫切。而根据招商证券研究，按照动力电池4年～6年使用寿命测算，2014年生产的动力电池在2018年开始批量进入报废期，预计到2020年，我国将产生约24万吨的退役锂离子电池，2022年将产生53万吨退役锂离子电池。按照4年的使用寿命测算，2018年是动力电池回收元年，2019年迎来动力电池规模报废期。与此同时，伴随着大规模报废期的到来，动力电池回收产业商机也逐渐凸显。按照未来智库发布的《动力电池回收行业深度研究报告》，2019—2025年动力电池的市场空间有望超过600亿元，复合增速50%。其中2018—2020年，梯次利用空间共计47亿元，到2025年累计市场空间将达171亿元；2019—2025年，三元锂电池中镍、钴、锰、锂等金属回收市场空间约为436亿元。面对暗藏的巨大机遇，除了以湖南邦普、格林美为代表的第三方回收企业，众多车企也开始参与其中。以北汽新能源为例，记者获悉，自从2016年以来，北汽新能源就开始以“建网点、建标准、建模式”为主线对动力电池回收利用进行了战略布局，并成立了北京匠芯电池科技有限公司专门负责梯次利用相关技术研发和商业模式尝试。有商机也有隐忧。不少“小作坊”似的企业，打着有正规回收资质的幌子做新能源动力电池回收、拆解业务。公开资料显示，目前，符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》的企业有5家，分别是浙江徽州华友钴新材料有限公司、江西赣州市豪鹏科技有限公司、湖北荆门格林美新材料有限公司、湖南邦普循环科技有限公司、广东光华科技股份有限公司。根据工信部发布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用调研报告》（以下简称“调研报告”），动力锂电池污染主要有两类，一是重金属污染。电池正极材料中含镍、钴等重金属，不经专业回收处理会造成重金属污染。二是电解液污染。电解液溶质LiPF6 属有毒物质且易潮解，会造成氟污染，溶剂会造成水污染。那么谁来回收更合适？根据《调研报告》，目前构建的动力蓄电池回收体系中主要存在两种模式。一种是以生产者主导，由汽车生产企业利用销售渠道建设退役电池回收体系，回收退役电池移交综合利用企业处理或与其合作共同利用电池剩余价值；另一种是以第三方为主体，由梯次、再生利用企业与汽车、电池生产企业合作，共建共用回收服务网点，集中回收合作企业新能源汽车的退役电池。为了规范动力电池回收再利用，在国家的支持下，汽车生产企业通过多种形式构建了回收体系。目前，北汽新能源、广汽三菱等45 家企业已设立了3204 个回收服务网点，主要集中在京津冀、长三角、珠三角及中部新能源汽车保有量较高的地区。不过，也有行业人士表示，动力电池回收作为一个全新的课题，不少整车企业尚处于启动阶段，盈利很困难。
来源：电缆网
研究表明放电深度将对电池性能产生重要影响
随着电池所有者和运营商寻求最大化其资产回报，他们同时面临着应对和管理电池退化的巨大挑战。这仍然是是池行业最突出的挑战之一，预计电池到达寿命终止（EoL）期可以持续使用约15年。电池退化将会导致电池容量、充放电次数、效率以及最终投资回报率的下降。简单地说，电池退化是一个严重的经济问题，这根据电池的使用方式而有所不同。因此，必须分析和监测导致电池退化的因素。其中包括温度、斜坡速率、平均充电状态（SOC）和放电深度（DOD）。分析这些因素的影响，这对于评估响应不同市场信号的电池充电或放电决策的成本效益至关重要。因为提供单个/多个服务的电池可以根据其负载情况和充放电水平选择参与各种市场，例如频率调节或平衡机制（BM）市场，而这些市场具有不同的风险等级。2014年开通运营的Leighton Buzzard电池储能系统是英国第一个电网规模锂离子电池储能系统充电周期到底是什么？令人困惑的是，电池行业对“充电周期”有着不同的定义。在一些电池厂商提供的商业文件中（例如保修单），通常是通过进出电池的总能量除以电池容量来计算充电周期，尽管这是一个相对简单的计算，它实际上只告诉了用户“等效全循环” （EFC）的数量。等效全循环（EFC）并不能量化放电深度（DoD），因为放电深度（DoD）会影响电池充电周期的深度。例如，等效全循环（EFC）无法区分100％放电深度（DoD）的1个充放电循环与50％放电深度（DoD）的2个充放电循环，以及10％放电深度（DoD）的10个充放电循环。在等效全循环（EFC）中完全忽略了放电深度。出于这个原因，KiWi Power公司利用Rainflow算法作为分析放电深度（DoD）方面的每个“实际周期”的工具。放电深度（DoD）是电池退化的主要因素之一。例如，当以接近100％放电深度（DoD）操作时，锂离子电池的退化率比在10％放电深度（DoD）下以相同的充电操作时提高了10倍。未来可能会将放电深度（DoD）测量将纳入电池保修范围内。尤其是当电池从放电深度（DoD）较浅的频率调节应用转向需要放电更深的平衡机制（BM）应用等其他项目时。Rainflow工具以及如何用于电池分析Rainflow放电周期计数工具是用于放电深度（DoD）计算的算法。它需要不规则的负载曲线并量化每个周期的放电深度（DoD）、平均充电状态（SOC）和时间段。这有助于描述电池充放电的行为方式，并使操作人员能够做出明智的决策。如下图所示，典型的负载曲线可能非常嘈杂，进行计数几乎不可能。Rainflow计数工具的直方图通过根据其放电深度（DoD）和平均充电状态（SOC）对放电周期进行分类来理解数据。更重要的是，该工具通过识别更高的放电深度（DoD）或具有超出可接受的平均充电状态（SOC）范围的充放电周期来解决电池退化问题。英国平衡机制（BM）市场的能源交易平衡机制（BM）能源交易将需要更深的充放电。Kiwi Power公司的分析表明，与固定频率响应（FFR）相比，平衡机制（BM）中的电池的放电深度通常高出20％-30％。另一方面，平均充电状态（SOC）将根据平衡机制（BM）模型中设定的价格点而有很大差异。如果没有充电状态（SOC）管理计划，主动定价策略将导致电池具有非常低的平均充电状态（SOC）（通常<20％），而被动定价策略将导致电池资产具有更高的平均充电状态（SOC）（通常> 80％）。随着电池案例越来越多地参与批发和平衡机制（BM）的市场，这些数据表明需要选择电池管理系统来获取这些见解，以降低电池退化风险，并优化收入。KiWi Power公司专家团队致力于采用智能技术、深入的市场洞察力和专业知识来实现这一目标。自2014年部署英国Leighton Buzzard的第一个电网电池储能系统以来，KiWi Power公司部署的用户侧储能系统和电网侧储能系统的装机容量达到50MW以上。该公司测量电池负载曲线和分析充电周期的新方法是确保客户储能资产实现最大价值和预期寿命的一种方法。
来源：中国储能网
电池金属需求增长快，中国供给占主导
据BNEF预测，由于新能源汽车和储能电站的增长，到2030年，全球锂离子电池需求将超过2000GWh。在本期半年展望报告中，我们更新了对电池金属需求的看法、从供给方的角度提出对电池级金属产品未来生产的看法，并阐明原材料供应链中存在的现实制约因素。总体预测BNEF预测，未来11年内的电池锂需求将增长8倍。到2030年，锂需求折LCE为近160万吨。随着新能源乘用车中高镍正极使用率提升，我们预计电池镍需求增速更快，到2030年将增长16倍。中国在电池材料、电池制造供应链中逐渐占据主导地位，并延伸对原材料资源产量的控制也渐渐加强。中国公司通过全球投资控制采矿产量，尽管电池行业所需的大部分关键金属矿产都不在中国境内。中国向产业链上游延伸，价值链上游攀升、进入精炼和成品金属产品后，产能规模在全球占比将过半。锂我们预计，锂金属在本世纪20年代中期之前供应充分，能轻松满足电池需求。2019年电池对锂的需求折LCE约50万公吨。至少40％的锂矿开采项目是由小、中型勘探公司或小制造商开发的，而非一线供应商。扩大一线公司和二线公司资产的规模需要更多资金投入，要么通过股权融资，要么通过债务融资。高镍正极使用率越来越高，也意味着氢氧化锂（更适合高镍正极材料）的需求增速将远高于碳酸锂。我们预测，到2030年，电池级氢氧化锂的需求折LCE约140万公吨，占锂电池需求量的86％。2019年和2020年锂化合物产能转换受限，特别是氢氧化锂。我们认为，二线供应商有折LCE 12.8万吨氢氧化锂产能短期内面临技术和资金限制。钴至本世纪20年代中期，钴供应量充分，但仍受刚果民主共和国政治风险影响。我们预计，钴供应（包括计划产能扩张）将达到20万吨以上，在2024年前可满足增长的需求。但目前超过70％的钴来自刚果民主共和国，该国的政治不稳定，加之矿工与政府之间关系日益紧张，钴供应有短期中断的风险。截至2018年，中国精炼钴产量占全球的48％，钴化学品85%。国内领先的钴精炼厂包括浙江华友钴业、金川集团和格林美。由于这些企业在刚果民主共和国以及赞比亚等上游市场的战略投资，在2025年前可能一直占主导地位。镍一级镍转化为硫酸镍后可用于生产电池正极，因此新能源汽车电池对一级镍的需求增长最快。 BNEF预测，到2025年，电池对硫酸镍的需求将超过200万吨，即对一级镍需求达413,000吨。直到2024年左右，一级镍的矿开采供应能基本满足需求。然而，电池所需的硫酸镍精炼产量受到更多限制。已确定的新增精炼产量或能将硫酸镍供应量增至154.2万公吨，这意味着50万公吨的短缺。铜和其他金属我们也考虑了石墨、锰、铜和铝的供需情况。这些材料在近期或长期内都不会对新能源汽车电池供应造成限制。2030年，新能源汽车电池的铜需求将增至400多万吨。回收铜或许是满足铜需求最有效的方式。2018年，回收铜为市场贡献400万吨废铜，相当于全球精炼铜产量的17％。废铜回收率提高一倍后，铜市场供应量每年可添加400 - 500吨。回收铜比开采铜节约85％的能量。一组数据8倍2030年时电池需求增长倍数16倍2030年时电池对镍的需求增长倍数5kt LCE2019年氢氧化锂转换产能缺口
来源：彭博新能源财经
48V电池系统的中国机会
全球范围内，尤其在中国和欧洲，48V系统解决方案的市场正在不断扩大。近日，博世已与宁德时代达成长期战略合作协议。根据协议，宁德时代将为博世提供长期稳定的电池货源，并且负责电芯的设计、开发和生产，应用于博世48V电池。目前，第一代博世48V电池已于2018年底在无锡投产。该产品的特点在于电池简洁紧凑，并可被动冷却。这意味汽车制造商可以将电池轻松集成到各自车型中，不再需要配备额外的冷却装置，还可省去耗时而昂贵的工程开发费用。现在博世48V电池已广泛应用于全球多家汽车制造商。除48V电池，致力于保障所有车型均符合未来排放要求，并提供高性价比混合动力的博世，其48V系统产品组合还包括DC/DC转换器以及电机在内的其他系统组件。在博世看来，“48V混合动力必将成为未来汽车市场的最低标准。”并预计，到2025年，全球每年销售的新车中将有近20%配备48V系统和配套电池。博世48V电池事实上，在这种判断之外，亦有多种声音出现于行业：“48V技术解决方案将是未来发展趋势”、“48V系统的市场非常大、增长也非常快。”▲中国成48v系统主力市场据高工电动车了解，从当前48V系统在市场的分布上看，欧洲相对更青睐于48V系统。比如，德系车奥迪A8LI、奔驰S500L、新高尔夫GTI等，都采用了48V轻混方案。很多欧洲品牌甚至指明要48v系统，例如沃尔沃2019年开始不再生产纯燃油车，将全面布局应用48V系统。其次便是中国。受迫于政策和专利限制，国内最先发展起来的是PHEV插电混动车型。不过近两年开始，48v技术应用也开始多起来，吉利、长安、奇瑞、北汽都在逐步推出48v轻混车型。其中较先推出48v车型的是吉利，其首款48v车型博瑞MHEV比普通燃油版工信部油耗低2L/100km。这显然是符合国内节能减排政策的要求的。“48V轻混系统改动小，成本低，用了30%或者50%左右的成本就起到了深混系统70%-80%的节能效果，是现阶段性价比比较好的节能系统。”清华大学汽车工程开发研究院常务副院长、汽车安全与节能国家重点实验室副主任宋健表示。在这种广泛的认知下，相关机构预计，国内市场在2023年将会有超过400万辆汽车装载48v系统，约占当年乘用车销量的13%左右。从全球范围看，到2025年，预计全球48V汽车年产量将达到1400万辆，其中约800万台将在中国诞生。就眼下而言，“今年为止在全国大概有十几个项目正在研发生产当中。所以，48V是一个非常大的趋势。现在几十万辆48V的装车，今后到2025年甚至高达1050万的装车率，所以市场非常大、增长非常快。”法雷奥中国顾剑民告诉高工电动车。48v系统方面，中国显现出了巨大的市场潜力。目前，提供48v系统方案的主要企业除了上述博世，还有法雷奥、大陆、德尔福等零部件巨头。其中法雷奥已明确表示，要把48v技术作为一个长期战略产品，而不是短期的过渡。麦格纳甚至已推出集成48v电机的7HDT300双离合变速箱，全面适配车企的各种混动方案。随着零部件巨头纷纷在48v技术投注精力和财力，值得一提的是，48v技术也在迭代升级。▲进击中的48V系统技术之前大家所认识的48V系统主要是P1结构的轻混，即用BSG启发电一体机代替传统起动机和发电机，在车辆起步和加速时提供额外的力矩，减速制动时回收能量。较少涉及到传动系统的电气化，自然也无法实现纯电行驶。不过，最新大陆在德国发布了48V30kW大功率驱动系统，采用水冷电机，驱动功率较48v微混提升了1倍多。同时采用集成电控单元，可以处理更高的电流，发电效率较之前的系统提高10%。而电机的直径却没有明显变化，仅仅是安装空间略有增加，重量却减轻了。大陆48v30kW大功率电机这套系统最大的亮点是，电机不再位于发动机前面，而是放到发动机后面，和变速器之间（P2混动）的位置。这就意味着，它可以实现纯电驱动。纯电模式下，车速可以达到80-90km/h。这是除了插电混动和日系全混外可以实现纯电驱动的又一条混动技术路线。而且相比插混和日系全混，48v强混在结构、成本和使用维护上均有优势。因为，48V系统比高压系统在绝缘安全保护方面可以节省很多投入，而电力组件也更小更便宜，就连设计都可以简洁很多，因为单个组件之间的空隙比高压技术要更小，同时安装维护更方便。大陆表示，新系统还可用于插电混动或纯电动车型，可降低20%的油耗和二氧化碳排放。而我们都知道，能否拿到欧洲税收补助的门槛就是CO2排放量能否降低到每公里50克以下；而在中国，自不必说未来节能减排将会是汽车市场主旋律。
来源：高工锂电
Akasol推出21700动力电池系统
外媒报道称，德国动力电池系统供应商Akasol将在2019年北美电池展上推出其新型高能锂电池系统AKASystemAKM CYC，该电池已进入电池模块和系统的串行开发阶段。据了解，AKAModule CYC的液体冷却电池模块可实现221wh/kg的能量密度，该模块具有可扩展性，可以应用在各种系统设计中。根据车辆尺寸，纯电动城市公交车可配备600-1000千瓦时的电池系统容量，新型AKASystem AKM CYC可以实现1C快速充电，最大充电功率为500 kW。其中，AKAModule CYC有两种标准版本，小型（AKAModule 64 CYC）与标准PHEV VDA电池模块尺寸相同，并通过系统内的冷却板进行热管理。大型版本（AKAModule 150 CYC）具有集成的液体冷却结构，可确保在较大模块设计中对每个电池单元进行非常有效的热管理。为了实现高能量密度以及所需的充电和放电功率，Akasol决定使用21700圆柱形电池。凭借这项技术，Akasol的新型电池系统在性价比和适用性等方面比现有锂电池技术都拥有较强的竞争力，同时还能提高能量密度30%-40%并实现快充。Akasol公司总裁Roy Schulde表示，Akasol计划在2021年将该解决方案引入批量生产，并且已经有客户在今年年底前开始进行样品验证。当前，Akasol已经为梅赛德斯——奔驰电动公交车eCitaro生产了第一代电池系统AKASYSTEM OEM，装机容量高达294kwh。同时Akasol还将推出第二代AKASystem OEM PRC。第二代系统将在同一安全空间内提供超过33％的能量并实现约400 kWh的装机容量。该系统可以实现2C的充电速率，并且可以通过目前可用的商用车最强大的充电站以高达500kW的速度快速充电。目前第二代AKASystem OEM PRC正处于测试和验证过程中，将于2019年底上市，并在2020年中期为两大商用车客户进行批量生产供货。生产将在Akasol的Langen（德国黑森州）工厂进行，计划在明年将该工厂的生产能力扩充至800兆瓦时。此外，Akasol开发的48V解决方案AKARack正处于系列开发的最后阶段。AKARack是一款19英寸的小型电池系统，容量为6.5 kWh，可以实现2C快充并具有液冷的热管理功能。该产品将于2020年中期发布，主要应用在车辆和船舶领域。
来源：高工锂电技术与应用
