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诱人的“蛋糕” 一辆新能源汽车“一生”少换2至3次电池 研究电池回收生产10多年的西安交通大学化学学院副教授杨国锐,近年来开始专注研发电池的回收利用。研究领域的转变对他来说,就如同一次思维的逆向。从生产到拆解利用,再回到生产,实现资源 化利用,一直是杨国锐和他的团队挖掘电池“宝藏”的 目标。 9月24日,在西安交通大学创新港校区锂电池拆解回收实验室内,杨国锐一边查看退役锂电池破碎分选设备,一边说:“根据规定,当动力电池容量衰减至额定容量的80%以下时,就会被强制回收。这使得动力电池从车辆上退役后,仍然具有较大的利用价值。” 一般来讲,动力电池的使用寿命为5至8年。按照新能源汽车15年左右的使用期来说,一辆新能源汽车“一生”少换2至3次电池。然而,动力电池从汽车上退役后,可以进行梯次利用,在低速电动车、电动叉车、通信基站备用电源及小型分布式家庭储能等领域使用。根据使用场景的不同,动力电池使用寿命一般可用到电池初始容量的40%至60%左右。



2018中国(青海)锂产业与动力电池国际高峰论坛日前发布的报告显示,中国已成为全球的锂动力电池生产国。然而这一盛世表象之下,资源开发利用能力落后、动力电池技术水平不高、电池回收再利用体系空白等隐忧,限制了产业竞争力。中国必须摆脱现有瓶颈,加快标准化制度建设、健全回收再利用体系、掌握突破核心技术,才能在这场竞争中夺取优势。 受益新能源车行业确定性高增长,国内动力电池2017年实现出货39.2GWh,预计未来三年CAGR仍有望保持30%以上。乘用车电池的有效寿命一般为4-6年,而电动商用车由于日行驶里程长、充电频次多,电池有效寿命仅约3年。预测2020年动力电池回收量将接近40Gwh,预计2022年动力电池回收量将接近70Gwh,以含金属价值量计,市场规模有望突破百亿元。 2014年成为动力锂电池的发展元年,之后经过三年的扩张,国内年产量增长了约10倍,达到44.5Gwh。动力电池退役周期在5年左右,因此2018年以后动力电池的回收市场进入高速增长期。退役锂电池中含有电解液以及各类金属物质,随意废弃将对环境产生沉重负担,因此锂电池的回收利用必不可少。另一方面,锂电池中的锂、钴、铜、镍、铝、铁等金属具备不同程度的经济价值,效益也将促进回收行业的良性发展。 自2009年以来,已相继颁布出台数十项规章政策,政策密集出台正在加快2020年以前电池回收实现商业化。经测算,2018年开始动力电池报废量将呈翻倍式增长,2018-2020年报废量分别为3.95万吨、15.27万吨和27.73万吨,合计近50万吨。目前我国动力电池回收产业仍然极不成熟,未来有望逐步完善。 随着政策加码以及相关企业的技术突破,率先布局的企业长期受益,A股市场相关上市公司中格林美(002340.SZ)、天奇股份(002009.SZ)以及南都电源(300068.SZ)等值得关注。




整体来说,三元电池回收的性价比比钴酸锂电池的高很多。那三元电池为什么还不能取代钴酸锂电池呢?这主要是三元材料从实验室到产业化的较为坎坷。 一种好的产业化工艺,除了简便可行之外,还需要综合关注材料的各方面性能,氢氧化物共沉淀法制备的三元材料,很难单独使用,原因是小颗粒的二次团聚体,在辊压中很容易发生破碎,即使把团聚体做的致密圆滑也很难保证材料在高压实下的形貌保持,韩国曾模拟不同压力下三元材料的颗粒破碎情况,发现,即使压力不是很高,仍然会有15%以上的小球发生破碎,当然,随着合成工艺的不断完善,目前的三元已经可以有3.3-3.5的压实密度,在这一区间内可以有较好的电化学性能发挥。不过值得注意的是,其实现的三元材料并不是不能压实,而是高压实下二次颗粒的破碎,必然导致活性材料与粘结剂导电剂的接触不紧密,进而引起极化,使电极性能变差。




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