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101GWh动力电池2030年报废 材料回收产业化能否“跟上趟”？
我国目前是全球最大的新能源汽车市场，随着电动汽车关键部件电池使用寿命的逐渐到期，动力电池的报废量也随之越来越大。2014年，我国电动汽车销售量为7万辆；2015年，达到了30万辆；到2016年，达到50万辆；2018年，达到了105.3万辆。2018年，宁德时代和比亚迪的电池装机量分别为23.43GWh和11.43GWh；2019年上半年，宁德时代和比亚迪电池装机量分别为13.85GWh和7.36GWh。预计到2020年，我国车用动力电池需求将达到125GWh，而报废量将达到32GWh，报废电池折算为质量将达到约50万t；到2030年，动力电池报废量将达到101GWh，报废动力电池量约达到116万t。目前，废旧动力锂离子电池回收方式主要有两种，一是梯次利用，二是拆解回收。锂电池回收企业主要以回收三元正极材料为主。另外，一些小型企业以回收磷酸铁锂正极材料为主，但技术水平较低。对于容量下降到50%以下无法继续使用的电池，只能进行拆解，并资源化回收利用。此外，对于梯次利用的报废电池，也要进行拆解及资源化利用。对于正极材料约占成本40%的锂离子电池，在回收时，重点考虑回收再利用正极材料。锂离子电池按正极材料，主要可以分成磷酸铁锂与三元材料两种品种，磷酸铁锂由于安全性及循环性，主要用于公交车及小轿车。而三元材料电池由于其体积能量密度大，主要用于小轿车，两种电池的市场占有量均在45%左右。由于磷酸铁锂发展的时间早，目前废旧磷酸铁锂电池量更大一些。在资源化回收利用方面，国内的主要专业回收公司主要是对三元材料正极材料进行回收利用。而磷酸铁锂中含锂4%左右，折合成碳酸锂有170kg左右，即1t磷酸铁锂粉体可回收碳酸锂170kg，因此，对于磷酸铁锂极片的回收，主要回收锂及铝。目前，国内主要回收磷酸铁锂的是一些小型企业。由于技术原因，小型企业锂的回收率在85%左右，可回收碳酸锂约140kg。此外，磷酸铁锂的主要成分为磷酸铁，由于没有回收被废弃，因此造成了资源浪费。目前，磷酸铁锂正极材料回收技术主要存在成分未回收、酸碱消耗量大、成本较高、排放废水等问题。废旧锂离子电池不经过处理，直接进入到冶炼炉内熔炼成合金，并进一步溶解合金，分离净化后获得高纯度的镍和钴的化合物，熔炼过程中产生的有害气体，会经过后续净化处理后排放，主要用于镍氢及废钴酸锂电池的处置。火法工艺简单、易操作，且对各种废旧电池具有通用的效果，但处理流程长，有价金属综合回收率较低。目前，国内主流的工艺路线为湿法处理路线，主要回收废旧锂离子电池正极材料中的有价金属。湿法工艺需要对电池进行预处理，得到废旧电池正极材料粉体，采用无机酸浸出正极中的金属离子，使金属离子进入溶液，然后通过沉淀、萃取、盐析、离子交换、电化学等方法进一步分离、提纯得到其钴、镍、锂等金属元素化合物。实际工业生产中，浸出过程常采用盐酸、硫酸和硝酸浸出正极材料中有价金属，同时添加氧化剂，盐酸浸出常用氯酸钠作为氧化剂。目前，电池企业回收废旧锂主要采用湿法工艺，回收三元正极材料中的有价金属。我国废旧动力锂离子电池回收处于初始阶段，工业上主要采用湿法回收正极材料中有价金属为主，通过无机酸溶解，萃取分离得到金属化合物作为产品出售。骨干锂电池回收企业以回收三元正极材料为主，一些小型企业开展了磷酸铁锂正极材料回收工业生产，但只回收正极材料中的锂，技术水平较低，生产成本较高。因此，为了保证废旧锂电池整体综合回收再利用，有必要在负极、电解液、隔膜等方面展开研究，并实现产业化。尤其在拆解方面，需要重点研究，实现废旧锂离子电池有价成分的物理分离，降低回收再利用成本，保证锂离子电池行业的可持续发展。
来源：电池联盟
13款动力电池PACK系统配套盘点
动力电池发展到现阶段，涌现出了一批经典的电池系统，如：LG软包电芯、松下圆柱电芯、AESC软包电芯、SK软包电芯、三洋方壳电芯、三洋三星方壳电芯、三星方壳电芯等。本文搜集到一些相关资料并进行了简要的分析整理，以飨读者。（本文主要针对国外电池系统来写，不包含国内）。奔驰EQC80kWh96S4P（LG软包电芯）捷豹108S4P90kwh（国外）81kwh（国内）（LG软包电芯）奥迪e-tron108S4P95kWh（LG软包电芯）雪佛兰Bolt96S3P60kWh（LG软包电芯）特斯拉ModelS60kwh70kwh75kwh85kwh95kwh100kwh（这个太多了）（松下圆柱电芯）特斯拉Model396s31p96s46p50kwh65kWh80kWh（松下圆柱电芯）Spark2p96s19kwh（LG软包电芯）日产leaf2P96S24kwh40kwh（AESC软包电芯）雷诺zoe2P96S25.9kwh45.6kwh（LG软包电芯）起亚2p96s30.5kwh（SK软包电芯）大众e-up18.7kwh（三洋方壳电芯）大众e-golf88S3P24.235.8kWh（三洋三星方壳电芯）大众MEB平台宝马I31P96S22kwh33kwh（三星方壳电芯）综合上文可见，德系的车企更青睐于方壳电芯，选择三星或三洋的几率较大；美系的车企更习惯于用软包，一般供应商会选择LG，特斯拉尤其喜欢用圆柱，一般选择松下，不过最近德系的几款新车都开始尝试软包电芯了。
来源：高工锂电
让退役的动力蓄电池重新“上岗”
通常情况下，当动力蓄电池容量衰减至80%以下时，便不能再满足汽车使用。“退役”的新能源汽车动力蓄电池，该何去何从？前不久，四川省新能源汽车动力蓄电池回收利用产业联盟正式成立，旨在建立完善的动力蓄电池回收利用体系，真正让新能源汽车动力蓄电池跟得住、收得回、用得好。电池“退役”高峰将至回收利用成热点“新能源汽车动力蓄电池退役高峰期将至。”省经济和信息化厅相关负责人表示。根据经验，我国运营类新能源汽车动力电池报废年限是3-5年，私人乘用车动力电池报废周期为5-8年。有数据预测，到2020年，我国将产生约24万吨的“退役”动力蓄电池，2022年将产生53万吨“退役”动力蓄电池。“‘退役’不等于报废，而是回收利用的开始。”电子科技大学材料与能源学院吴孟强教授介绍。电池容量在100%-80%区段，可满足车用。在80%-20%区段，可满足梯次利用。何为梯次利用？简单来说，就像遥控汽车上的干电池不能用了，还可以放到遥控器里继续用一样。当电池容量衰减至20%以下时，就要进入国家严控的报废回收环节。动力蓄电池是新能源汽车的重要成本。按现有价格推算，未来两年全国新能源汽车动力蓄电池回收利用就将迎来百亿市场空间。近年来，国家积极推进新能源汽车动力蓄电池回收利用政策。今年以来，广东、浙江、四川等地也先后出台省级新能源汽车动力蓄电池回收利用试点方案，并相继成立产业联盟，加快建立区域回收利用体系。用得好才是“宝”现实阻碍并不少回收利用市场空间巨大，但面临的现实阻碍也并不少。“用得好才能真正变成‘宝’。”在省经济和信息化厅相关负责人看来，要实现回收利用最大化、污染最小化，跟得住、收得回、用得好缺一不可。“跟得住、收得回，主要依托生产者责任延伸制度，建设覆盖全国的新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台。”该负责人说，目前，我国还在探索建立阶段，政策细节和企业技术能力都还有待进一步明晰、提升。用得好，则要在梯次利用上下足功夫。中国铁塔股份有限公司是目前“退役”动力蓄电池梯次利用产业中的最大用户，目前拥有基站190余万座，在31省基站使用梯次电池约3亿瓦时，占目前市场上退役电池总量的一半以上。“梯次利用，用作基站电源只是末端一级。”联盟首任理事长、中国铁塔股份有限公司四川省分公司副总经理杨慧介绍，新能源汽车动力蓄电池“退役”后，他们会将这些电池包中合格的电芯检测筛选出来，电池容量高的组合、加工成类似“充电宝”的储备电源，供医院、学校等场所使用；电池容量低一些的，可依次用做低速电动车替换电源、通信基站备用电源和节能灯等。四川长虹电子控股集团有限公司常务副总经理杨军说，看好废旧锂电池回收利用，目前长虹已成立四川长虹润天能源科技有限公司，正在大力新建回收利用基地和生产线。同时，业内人士也呼吁各地警惕和整治不正规的地下回收产业链。“粗暴拆解，只拿走最有价值的东西，其余一弃了之，不但会破坏整个产业生态，还会对环境造成严重污染。”吴孟强表示。
来源：四川日报
从2019年1-7月看方形、圆柱、软包电池的“变迁”
动力电池按封装形式分类，分为方形、圆柱、软包三种形态。一直以来，市场都在认为他们的关系是“三足鼎立”。但是在车规级动力电池方面，从2019年各月份的数据看，事实并不是三足鼎立，而是方形电池“一家独大”。下表为2019年1-7月三种电池的装机量数据及市场占比：数据来源：起点研究院（SPIR）圆柱电池：发展时间长，技术成熟，但在车规级应用中市场份额不足10%圆柱电池的发展时间最长，标准化程度较高，技术也号称最成熟。但是，配套圆柱电池，需要的数量过多成为棘手的问题，即便使用了高能量密度电池的车型，也需要将几千节圆柱电池放在一起，这对于车辆的电池管理系统也提出了更高的要求。除此之外，由于圆柱电池在组合成电池组时需采用钢壳，所以其重量相对较高，理论上圆柱电池的能量密度要比其他两种电池更低。从制造工艺上看，圆柱电池只能应用卷绕工艺。而与卷绕工艺相比，虽然技术难度更高一点，但叠片工艺的灵活性更强，安全性也更好，软包电芯在应用叠片工艺方面已取得良好成果，在方形电芯方面，也越来越多地采用叠片工艺了。目前，在全球范围内，除了特斯拉，应用圆柱形电芯作为动力电池的车企并不多。在国内，比克动力的车规级圆柱电池是做得最好的，力神、远东福斯特等企业也有相应的布局。软包电池：能量密度高，电池布局灵活，但产能有限软包电池的制造过程最先采用了叠片工艺，在体积上相比于其他两类电池更加纤薄，所以它的能量密度在理论上是三种电池中最高的。而且因为软包电池的体积较小，所以其在电池布局的灵活性上要比另外两类电池更好。但由于软包电池内部为叠加式设计，需要在每两片电池中间加上一层薄片，薄片中会充满液体，通过加热或制冷从而保证电池处于最适宜的工作温度，这也意味着软包电池需要更加复杂的电池控制系统。技术难度的提升，令软包电芯的产能未能充分释放，这也是造成车规级动力电池当中，软包电池市场占有率最小的原因之一。目前市场上软包电池的领军企业为孚能科技、捷威动力等。在电动汽车上上，猎豹CS9 EV、领克01插混版、领克02插混版等车型使用的是软包电池。方形电池：结构简单，重量轻，装机量一家独大！方形电池在国内的普及率非常高，因为方形电池的结构较为简单，生产工艺不复杂，而且因为方形电池不像圆柱电池那样采用强度较高的不锈钢作为壳体，所以方形电池的能量密度理论上比圆柱电池更高。此外，数据是会说话的。2019年的1-7月，方形电池在电动汽车当中的市场占比，从来没有处于80%以下，并且7月份达到了97.2%的市场份额，一家独大的格局早已形成。从市场看，牢牢占据我国动力电池市场份额“大半江山”的宁德时代与比亚迪，都是以方形电池为主。配套方形电池的车企，已经不必一一列举了。总结从数据看，在动力电池的装机量中，方形电池才是毫无疑问的“霸主”。虽然说圆柱、软包电池均有车型搭载，并且不同的封装形式并没有好坏之分，但是方形电池的地位，短时间内不可憾动。
来源：起点锂电大数据
四川探索建立新能源汽车动力蓄电池回收利用体系
通常情况下，当动力蓄电池容量衰减至80%以下时，便不能再满足汽车使用。“退役”的新能源汽车动力蓄电池，该何去何从？前不久，四川省新能源汽车动力蓄电池回收利用产业联盟正式成立，旨在建立完善的动力蓄电池回收利用体系，真正让新能源汽车动力蓄电池跟得住、收得回、用得好。电池“退役”高峰将至回收利用成热点“新能源汽车动力蓄电池退役高峰期将至。”省经济和信息化厅相关负责人表示。根据经验，我国运营类新能源汽车动力电池报废年限是3-5年，私人乘用车动力电池报废周期为5-8年。有数据预测，到2020年，我国将产生约24万吨的“退役”动力蓄电池，2022年将产生53万吨“退役”动力蓄电池。“‘退役’不等于报废，而是回收利用的开始。”电子科技大学材料与能源学院吴孟强教授介绍。电池容量在100%-80%区段，可满足车用。在80%-20%区段，可满足梯次利用。何为梯次利用？简单来说，就像遥控汽车上的干电池不能用了，还可以放到遥控器里继续用一样。当电池容量衰减至20%以下时，就要进入国家严控的报废回收环节。动力蓄电池是新能源汽车的重要成本。按现有价格推算，未来两年全国新能源汽车动力蓄电池回收利用就将迎来百亿市场空间。近年来，国家积极推进新能源汽车动力蓄电池回收利用政策。今年以来，广东、浙江、四川等地也先后出台省级新能源汽车动力蓄电池回收利用试点方案，并相继成立产业联盟，加快建立区域回收利用体系。用得好才是“宝”现实阻碍并不少回收利用市场空间巨大，但面临的现实阻碍也并不少。“用得好才能真正变成‘宝’。”在省经济和信息化厅相关负责人看来，要实现回收利用最大化、污染最小化，跟得住、收得回、用得好缺一不可。“跟得住、收得回，主要依托生产者责任延伸制度，建设覆盖全国的新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台。”该负责人说，目前，我国还在探索建立阶段，政策细节和企业技术能力都还有待进一步明晰、提升。用得好，则要在梯次利用上下足功夫。中国铁塔股份有限公司是目前“退役”动力蓄电池梯次利用产业中的最大用户，目前拥有基站190余万座，在31省基站使用梯次电池约3亿瓦时，占目前市场上退役电池总量的一半以上。“梯次利用，用作基站电源只是末端一级。”联盟首任理事长、中国铁塔股份有限公司四川省分公司副总经理杨慧介绍，新能源汽车动力蓄电池“退役”后，他们会将这些电池包中合格的电芯检测筛选出来，电池容量高的组合、加工成类似“充电宝”的储备电源，供医院、学校等场所使用；电池容量低一些的，可依次用做低速电动车替换电源、通信基站备用电源和节能灯等。四川长虹电子控股集团有限公司常务副总经理杨军说，看好废旧锂电池回收利用，目前长虹已成立四川长虹润天能源科技有限公司，正在大力新建回收利用基地和生产线。同时，业内人士也呼吁各地警惕和整治不正规的地下回收产业链。“粗暴拆解，只拿走最有价值的东西，其余一弃了之，不但会破坏整个产业生态，还会对环境造成严重污染。”吴孟强表示。（王若晔 记者 朱雪黎）
来源：四川日报
将电池碾碎 “冷再生”回收尝试新方法
据外媒报道，在海外某视频网站上，一个名为“电动汽车动力电池回收新方法”的视频中，从电动汽车上拆下来的电池模组被呈锯齿状的金属辊轧机器“吞入”，电池组的框架被打碎、电池被割开，几乎所有的部件都被碾碎，最终成为粉末被放入有酸性液体的池中分解，而再生物仍可被用作制造新电池。实际上，如此的分解切碎方式是很难想象的，因为动力电池是易燃易爆物，有任何电压、火花就会起火，而视频中被处理的电池已经将余电全部放空，同时已在密闭的切碎机中充入了氮气，并将电池中电解液易燃成分蒸发、抽出，最后再制成粉末。提供这种技术的德国公司Duesenfeld称，这种回收方式可以最高回收96%的电池材料。据悉，当前电动汽车动力电池回收再利用都是采用“热再生”的方式，而不是前文所提到的“冷再生”。“热再生”是指将回收的电池简单分解后置于高温炉中焚化，其中钴、镍等成分可以与薄铜箔融化混合成为新合金并被再利用，而电池中的锂、铝、石墨以及电解液等则变成了炉渣，失去了再循环利用的价值。当前“冷再生”的方式除了视频中提到的在氮气环境下操作外，还可以在潮湿环境中进行，瑞士电池再循环技术公司Batrec Industrie就采用这种方式，以防止电池拆解过程中发生事故。电动汽车动力电池回收再利用已经成为全球性的问题，除了拆解工艺外，还需建立一个完整的供应体系，运输安全性也非常重要。Blubox Trading公司就研制了被称为“火箱”的运输载体，内置了灭火装置，适合运输还有残余电量的电池。另外，是否能真正推动电动汽车动力电池回收再利用，也取决于电池原材料锂、钴、镍和石墨的市场价值，以及新电池材料的性能。比较好的消息是全球市场都已经开始重视电动汽车动力电池的回收并付诸于实践。（编译/汽车之家 译龙 刘宏龙）
来源：汽车之家
