最近對(duì)鋰電池的研究深入,淘金出一個(gè)之前沒(méi)涉及的領(lǐng)域,那就是動(dòng)力鋰電池回收處理。 當(dāng)動(dòng)力鋰電池的電化學(xué)性能降至無(wú)法滿足汽車(chē)動(dòng)力需求時(shí),一般是鋰電池壽命衰減至80%以下,這樣動(dòng)力鋰電池就要進(jìn)入報(bào)廢階段。 通過(guò)鋰電池回收,從中獲提取有價(jià)值的金屬元素,再次應(yīng)用于鋰電池或者粉末冶金等領(lǐng)域。 『動(dòng)力鋰電池回收模式』 這里的回收有兩種模式:梯次利用模式、再生利用模式。說(shuō)白了,梯次利用模式就是未到退役的鋰電池的處理方法,而再生利用模式是鋰電池退役后的處理方法。 1、梯次利用模式:通過(guò)對(duì)廢舊鋰電池或電芯進(jìn)行拆解、檢測(cè)、篩選,并重新組成健康電池包或電池系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)鋰電池回收處理。 當(dāng)電池壽命介于20~80%之間,主要針對(duì)磷酸鐵鋰電池,它的循環(huán)壽命更長(zhǎng)、安全性更高,更適合梯次利用模式,重組后的電池包或電池系統(tǒng)可用于儲(chǔ)能、低速電動(dòng)車(chē)等對(duì)電池電化學(xué)性能要求低的領(lǐng)域。 提取詳細(xì)過(guò)程有點(diǎn)復(fù)雜,這里就不說(shuō)了—— 2、再生利用模式:通過(guò)拆解、分選、焚燒、浸出、溶解、除雜、萃取和結(jié)晶等物理、化學(xué)手段,將廢舊鋰電池中的鎳、鈷、鋰等有價(jià)值的金屬材料分離出來(lái),再制成金屬化合物或鋰電池的原料,這是目前中國(guó)動(dòng)力鋰電池主要回收模式。 當(dāng)鋰電池壽命低于20%,主要針對(duì)三元鋰電池,提取它當(dāng)中鎳、鈷等金屬價(jià)值更高、直接提煉電池材料產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效應(yīng)更高。提取的金屬成分用于各類(lèi)鋰電池或者粉末冶金等行業(yè)。 當(dāng)鋰電池性能(電池容量)往往只下降到原性能的 80%。在電池性能仍維持在 80%-20%時(shí),退役的動(dòng)力電池可以經(jīng)過(guò)相關(guān)的檢測(cè)評(píng)價(jià)依次用于低功率電動(dòng)車(chē)、電網(wǎng)儲(chǔ)能、家庭儲(chǔ)能領(lǐng)域。而當(dāng)電池性能下降至 20%時(shí),可以對(duì)其進(jìn)行報(bào)廢處理。 『退役鋰電池回收工藝』 不同提取工藝的細(xì)節(jié)和特點(diǎn)有差異—— ① 物理法又稱(chēng)為干法、火法,通過(guò)物理手段提取電池中有價(jià)值的金屬,主要包括機(jī)械分選法和高溫?zé)峤夥ā?/p> 機(jī)械分選法:通過(guò)破碎、篩分、磁選等物理方式實(shí)現(xiàn)不同金屬材料的分離和回收。 高溫?zé)峤夥ǎ和ㄟ^(guò)高溫焚燒方式去除電池中的粘結(jié)劑,并造成金屬成分發(fā)生氧化還原反應(yīng),最終實(shí)現(xiàn)不同金屬材料的分離和回收。 物理法工藝簡(jiǎn)單,但難以實(shí)現(xiàn)金屬的完全分離和回收,且產(chǎn)生的金屬材料存在雜質(zhì),需進(jìn)一步提純,該工藝僅適合再生利用模式的初步處理過(guò)程。
② 化學(xué)法可稱(chēng)為濕法,即利用化學(xué)試劑溶液等媒介,將電池材料中的金屬離子浸出到溶液中,再通過(guò)離子交換、沉淀、萃取、結(jié)晶等方法將溶液中的金屬離子以金屬化合物等形式提取出來(lái)。 雖然化學(xué)法工藝較為復(fù)雜,但這工藝的有價(jià)值金屬回收率較高,且工藝成熟,是再生利用模式下鋰電池回收的主要工藝。 ③ 生物法即以微生物為媒介,通過(guò)微生物代謝作用將電池材料的金屬成分提取出來(lái)。 生物法成本低、有價(jià)值金屬回收率高等特點(diǎn),但工藝實(shí)現(xiàn)難度高,該工藝的研究只處于初級(jí)階段,等生物法工藝成熟,有望得到規(guī)?;瘧?yīng)用。 『動(dòng)力鋰電池回收產(chǎn)業(yè)鏈』 上游—— 鋰電池回收產(chǎn)業(yè)鏈中,上游為廢舊鋰電池供應(yīng)商,金屬?gòu)U料供應(yīng)商、輔助材料等等原料供應(yīng)商,占電池回收75%以上的成本。其中,廢舊鋰電池、金屬?gòu)U料屬于回收處理材料,占成本70%。酸堿試劑、萃取劑等輔助材料占回收成本5%。 廢舊電池環(huán)節(jié)包括:比亞迪、國(guó)軒高科、北汽新能源、寧德時(shí)代、超威動(dòng)力(港股)、中航鋰電、沃特瑪、駱駝股份、杉杉股份、中天鴻鋰(母公司:天賜材料)、中國(guó)鐵塔、東風(fēng)汽車(chē)、泰爾股份、煦達(dá)新能源(母公司:中恒電氣)、芳源環(huán)保 金屬?gòu)U料:錫業(yè)股份、鵬輝能源、西恩科技 輔助材料:金?;ぁ⑸轿鹘够?、江銅集團(tuán)、遠(yuǎn)興能源 廢舊電池供應(yīng)方包括:整車(chē)企業(yè)、鋰電池制造企業(yè)、第三方廢舊動(dòng)力鋰電池回收貿(mào)易企業(yè)。 比亞迪、 中航鋰電、國(guó)軒高科等電池制造企業(yè)掌握回收渠道優(yōu)勢(shì),擁有較強(qiáng)的廢舊動(dòng)力鋰電池獲取能力,能保障廢舊電池原材料的供應(yīng)。 金屬?gòu)U料是經(jīng)過(guò)破碎、分選、提取等簡(jiǎn)單物理處理,能粗制氫氧化鎳、硫酸鎳、硫酸鈷等粗制金屬化合物。金屬及金屬化合物市場(chǎng)價(jià)格的變化影響金屬?gòu)U料價(jià)格。 輔助材料受基礎(chǔ)化工行業(yè)產(chǎn)能供應(yīng)及下游應(yīng)用需求影響,但由于使用量較少,影響偏小。 中游—— 中游方面,成本主要是環(huán)境治理、人力、設(shè)備折舊占成本5%。而再生利用量占鋰電池回收處理總量85%。 專(zhuān)業(yè)回收處理企業(yè):格林美、邦普循環(huán)、光華科技、華友鈷業(yè)、贛州豪鵬(豪鵬科技正申請(qǐng)IPO)、贛鋒鋰業(yè) 儲(chǔ)能企業(yè):中國(guó)鐵塔 電池制造:中航鋰電、寧德時(shí)代 中國(guó)梯次利用模式應(yīng)用規(guī)模較小,2018年僅占15%,再生利用模式規(guī)模占85%。 華友鈷業(yè)、贛鋒鋰業(yè)等電池材料企業(yè)通過(guò)設(shè)立子公司或并購(gòu)電池回收處理企業(yè)的方式進(jìn)入動(dòng)力鋰電池回收處理市場(chǎng)。 格林美、邦普循環(huán)、贛州豪鵬、華友鈷業(yè)子公司華友鈷新材料、贛鋒鋰業(yè)是第一批符合《新能源汽 車(chē)廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》的企業(yè)。 邦普循環(huán)和格林美作為傳統(tǒng)從事鋰電池回收處理的企業(yè)具備成熟的回收處理經(jīng)驗(yàn),市場(chǎng)地位顯著, 在動(dòng)力鋰電池回收處理市場(chǎng)的占有率分別為20~30%和10~20%,合計(jì)占據(jù)市場(chǎng)30~50%份額。 下游—— 下游就是電池材料廠商 電池材料制造:當(dāng)升科技、容百科技、長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科、中偉股份 粉末冶金企業(yè):東睦股份、河源富馬 說(shuō)實(shí)話,這次整理的產(chǎn)業(yè)鏈名單不太完整,能找的的資料也不多,只能作為參考。 『動(dòng)力鋰電池回收投資邏輯』 鋰電材料公司,尤其是工藝路線相似的鋰電前驅(qū)體企業(yè)具有相似的技術(shù)優(yōu)勢(shì),這里主要是中偉股份、格林美。 動(dòng)力電池企業(yè)參與回收,有利于提高原料的上游議價(jià)能力,降低電池成本,這里重點(diǎn)是寧德時(shí)代。 電池回收將大量用到檢測(cè)設(shè)備,相關(guān)電池檢測(cè)企業(yè)也將受益,這里有星云股份。 『動(dòng)力鋰電池回收難度』 1、電池殘值量的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)難以估計(jì) 一般鋰電池衰減至80%以下時(shí)就已達(dá)到退役狀態(tài)。此政策制定者對(duì)于動(dòng)力電池殘值剩余量的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)存在一定困難。 2、金屬價(jià)格波動(dòng)影響材料回收經(jīng)濟(jì)性 金屬價(jià)格的波動(dòng)會(huì)最終決定動(dòng)力電池回收市場(chǎng)的盈虧,而金屬價(jià)格又是受資源供給、技術(shù)進(jìn)步、下游市場(chǎng)綜合因素所影響。 3、梯次利用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 磷酸鐵鋰電池回收模式主要是梯次利用模式,梯次利用方式、安全性等因素困擾著標(biāo)準(zhǔn)制定,標(biāo)準(zhǔn)過(guò)高會(huì)造成梯次利用市場(chǎng)的萎縮,標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低又不利于梯次利用市場(chǎng)長(zhǎng)期發(fā)展。 『動(dòng)力鋰電池回收前景』 磷酸鐵鋰電池壽命相對(duì)較長(zhǎng),使用年限大概在4~6年,三元鋰電池壽命較短,年限僅2~3年。自2018年起,第一批磷酸鐵鋰電池已進(jìn)入更換周期,鋰電池迎來(lái)規(guī)模化更換浪潮。因此,未來(lái)中國(guó)動(dòng)力鋰電池更換需求將快速增長(zhǎng),大量廢舊鋰電池有望催生龐大的回收市場(chǎng)。 另外,為了降低儲(chǔ)能行業(yè)成本,通過(guò)鋰電池回收是其中一個(gè)重要降本途徑,截止到2018年底,中國(guó)鐵塔12萬(wàn)個(gè)基站的儲(chǔ)能設(shè)備中布置梯次利用電池,都是通過(guò)一汽集團(tuán)、上汽集團(tuán)等整車(chē)企業(yè)中收回鋰電池。 通過(guò)鋰電池回收獲得鋰電池原材料,據(jù)美國(guó)地質(zhì)勘探局?jǐn)?shù)據(jù),2018年中國(guó)鎳和鈷產(chǎn)量分別為11萬(wàn)噸、0.3萬(wàn)噸,占全球鎳、鈷產(chǎn)量的4.8%和2.2%,中國(guó)鎳、鈷超80%都依賴(lài)進(jìn)口,而通過(guò)鋰電池回收原材料是一個(gè)重要途徑。 鎳在三元正極材料有價(jià)金屬中含量最高,占10~25%,近兩年,金屬鎳及其化合物硫酸鎳的市場(chǎng)價(jià)格持續(xù)走高,回收利用鎳?yán)靡膊粩嘣黾?,?dǎo)致鋰電池再生利用的利潤(rùn)空間穩(wěn)步擴(kuò)大。 2018年中國(guó)動(dòng)力鋰電池報(bào)廢量超7萬(wàn)噸,回收處理不足6000噸,占報(bào)廢量不足10%。 對(duì)于三元電池,通過(guò)材料回收方法,可具有一定經(jīng)濟(jì)性,市場(chǎng)將率先起量,2022~2023年將是行業(yè)重要拐點(diǎn),估算2019年可回收三元正極0.13萬(wàn)噸,隨后逐年遞增至 2030年的29.25萬(wàn)噸。 在現(xiàn)價(jià)情況下2020-2030年三元電池累計(jì)回收空間將達(dá)1305億元。磷酸鐵鋰電池直接拆解材料回收的經(jīng)濟(jì)效益并不大,為彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)性方案: 1、先通過(guò)梯次利用提高收益 2、處理成本通過(guò)行政手段及補(bǔ)貼內(nèi)部化。對(duì)于磷酸鐵鋰電池,我們預(yù)測(cè)2030年報(bào)廢鐵鋰電池將達(dá)到31.33萬(wàn)噸,考慮拆解回收與梯次利用后拆解材料回收,二者總計(jì)可以回收鋰元素 0.65 萬(wàn)噸;在中殘值、現(xiàn)價(jià)情況下,2020~2030年磷酸鐵鋰電池梯次利用/回收累計(jì)市場(chǎng)空間分別將達(dá)到680/163億元。 總的來(lái)說(shuō),目前鋰電池回收行業(yè)還是尚算早期階段,我們可以多觀察,但暫時(shí)不適合投資,未來(lái)這里會(huì)有機(jī)會(huì),我們可以密切留意。 |
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