原子智汇|锂电材料—锂电池回收材料行业报 告

日期: 2024-05-30 18:11:26|浏览: 58|编号: 70577

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原子智汇|锂电材料—锂电池回收材料行业报 告

介绍:

锂电池回收材料行业是涉及锂电池废弃物处理、回收、再利用的行业。随着新能源汽车、储能、消费电子等行业的快速发展,报废锂电池的数量也日益增多,给锂电池回收材料行业带来了巨大的市场潜力,需要政府、企业和社会各方面的共同努力和支持。本文从八个方向对行业进行研究。让我们对锂电池回收材料行业有更深入的了解!

01

市场方面

预测2025年我国废旧动力电池回收利用市场空间为331.4亿元,2030年将达到1485.33亿元。由于三元锂电池组使用寿命约为4年,磷酸铁锂电池理论寿命为7-8年,可见随着我国动力电池装机量从28.2GWh增长到……2023年左右,我国将迎来电池回收利用的第一波浪潮。这是一个百亿左右的市场,将在短时间内(五年内)迅速增长到千亿。市场端,各类企业都在争夺这片蓝海市场,动力电池回收利用项目纷纷上马。 目前,包括宁德时代、比亚迪、中航新材、蜂巢能源等动力电池企业,以及格林美、中维股份、旺能环境、光华科技等产业链上下游企业均在布局动力电池回收领域。今年以来,卓奥锂业、新荣昌新能源、东风鸿泰、广东金盛、元鑫回收等多家企业的电池回收项目均取得进展。

02

宏观政策

2024年2月6日,国务院办公厅印发《关于加快推进废弃物回收体系建设的意见》。《意见》明确提出,加快推进废弃物回收体系建设,到2030年建立全面高效、规范有序的废弃物回收体系。其中,在加强废旧电池回收利用方面,《意见》提出:加强新能源汽车动力电池追溯管理;组织开展生产者回收目标责任制行动;建立完善动力电池生态设计、碳足迹核算等标准体系;推进动力电池梯次利用产品质量认证;开展废旧动力电池“作坊式回收”联合专项检查行动;研究废旧动力电池进口管理政策。目前,工信部已发布五批《新能源汽车废旧动力电池综合利用行业规范条件》,共有156家企业入围。 同时,工信部还公布了《新能源汽车动力蓄电池综合利用管理办法(征求意见稿)》,成为加大废旧新能源汽车动力蓄电池综合利用管理力度、推动新能源汽车产业高质量发展的新助力。动力蓄电池回收产业链的规范化将极大提升回收企业积极性,打造良性循环产业,提升新能源汽车产业环保效率,实现产业链绿色循环发展。

03

回收分类及工艺路线

3.1 分类:二次回收和再循环

3.1.1 梯级利用与循环利用

二次利用是指将废旧动力电池经过必要的检查、分类、拆解、电池修复或重组为二次产品,以应用于其他领域。退役动力电池二次利用可以延长电池使用寿命,充分发挥其残余价值,促进新能源消纳,缓解当前退役电池数量巨大造成的回收压力,降低电动汽车产业成本,带动新能源汽车产业发展。

到2020年,我国退役锂电池总量约20万吨。预计到2025年,我国退役动力锂电池量将超过73万吨,其中70%可回收利用,市场规模超过200亿元。预计到2030年,全球锂需求量将达到179万吨/年,是目前42.9万吨/年的近4倍。回收按照电池容量衰减程度分为以下几种:

电池组使用阶段:电池容量大于等于80%,即动力电池满足电动汽车使用要求,在汽车上作为普通能量电池使用。

电池包回收阶段:当电池容量在60%-80%之间时,可选择回收或重新包装,前者可应用于储能、通讯基站、太阳能、低速电动车等。

单体电池回收:当可用容量衰减到20%-60%时,由专业厂家回收拆解成单体电池,再通过串并联等多种组合方式重新组装,重新组装后的电池主要应用在用户侧/微电网。

另外,在第四阶段,当可用容量衰减到20%以下时,电池就可以报废了,只需进行提炼回收,获得电池内部的一些零件和稀有化学成分,并回收金属元素。

现存困难

亟待突破的关键技术

退役电池与新电池相比,因使用条件不同,其安全性、性能差异较大,因此需要对梯次利用前电池状态价值进行判断,评估其剩余寿命及安全性,结合后续梯次利用各环节成本,确定电池适宜使用领域。对无梯次利用价值的电池,予以报废回收。

梯次利用的实现需要电池全生命周期数据采集、评估方案设计、评估设备研发等关键技术支撑,目前全球范围内尚无成熟案例。

电池信息不完整

目前,市场上动力电池的信息追溯比较困难,电池回收再利用后会发现有很多信息难以获取,比如电池退役年份、退役前容量等,这给后续工作带来一定的困难。

产业链尚未形成良性互动。电池回收涉及多家企业,包括车企、电池企业、回收拆解企业、电池检测企业等,目前产业链各层级企业之间尚未形成有效联动。电池生产不规范也给企业间合作提供了一定阻力。如何协调各方关系,促进各方合作,打通整体回收产业链也是一大难点。

政策法规需完善

当前动力电池回收行业面临退役电池包拆解的安全问题、回收阶段的产品安全问题,这些环节仍需要监管部门补充相关管理条款。

3.1.2 回收和再利用

回收就是在保证安全的情况下,将旧锂电池拆解、分离内部电路元件并提取金属、塑料、陶瓷等材料。在这个过程中,需要保证锂电池在加工过程中的回收率和效率尽可能高,保证回收原料的质量合格,提高回收料的再利用率。

其次,锂电池回收处理技术还涉及到冶炼分离、催化技术和电解分离技术。冶炼分离技术是利用温度和化学反应,将拆解过程中提取出来的物质分离出来,同时可以将金属和无机物团聚,便于金属元素的提取。催化分离技术是在催化剂的作用下,利用化学反应将物质分离出来,从而提取出电解介质等物质。电解分离技术是利用特定的电流,通过电解的方式,将锂电池中的电解介质分离出来,电解介质可以进行二次利用。

3.2 回收产品及技术路线

废旧锂电池回收一般需要经过破碎、热解、分选等几道工序。破碎是将电池拆开进行后续加工,热解主要是去除废旧电池中的隔膜、电解液等杂质,分选主要是将混杂在一起的各种金属以及石墨等原材料进行分类收集。

破碎的():

回收流程的第一步是将废旧锂电池进行粉碎,将电池外壳、内部电极等部件分离出来,并将它们变成更小的颗粒,以便进行后续处理。粉碎可以采用颚式破碎机、锤式破碎机等机械粉碎设备。粉碎后,电池内部的电解液、电极材料、外壳等部件变成混合物。

热解():

在热解阶段,废旧锂电池中的有机物通过高温处理进行热解,分解成简单化合物。该过程在非氧化环境中进行,通常是氮气或氩气等惰性气氛。热解将电池中的有机胶体、塑料和电解质等物质转化为气态和液态产物。

排序():

热解后产生的气体和液体产物中可能含有有用物质,如有机化合物、金属化合物等。分选的目的是将这些有用物质从产生的废物中分离出来,以便进一步回收利用。分选可以通过多个步骤实现,包括液液分离、气液分离和气气分离。

回收:

经过上述处理步骤,废旧锂电池中的有用物质已被分离回收,其中回收的金属材料可能包括锂、钴、镍等,这些金属可用来生产新电池或其他产品,此外,有机化合物也可被回收用于其他工业用途。

预处理步骤:

1)拆壳:将废弃锂电池的外壳拆除,将电芯及液体分别放置于单独的容器中以便进行后续处理。

2)电芯分离:将电芯从外壳中取出,并将锂和其他金属离子从电芯中分离出来。

3)流体分离:将流体放入反渗透装置中,使用不同的电压从流体中提取离子,并将离子分离。分离步骤:锂分离:通过熔融分离技术从电池单元中提取锂。金属离子分离:分离电池单元中的金属离子,通常采用氧化还原分离。流体分离:通过沉淀将离子从流体中分离出来,得到干净的电解质溶液。

重复使用步骤:

1)锂回收:将分离的锂用于新电池或其他应用。

2)金属离子的回收利用:对金属离子进行再加工,制成新的金属零件。

3)电解液再利用:对电解液进行处理,使其再次可用,并将其用于新电池

3.3 回收产品的种类

三元电池:回收镍、钴、锰

磷酸铁锂电池:回收碳酸锂

04

电池回收技术流程介绍及方法

从回收方式上看,正极材料价值较高,是目前主要的回收重点。目前正极材料的回收方式主要有物理回收、湿法回收和火法回收,三者的核心区别在于提取金属的关键工艺不同,其中湿法回收是目前主流的技术路线。

1、湿法回收对金属元素的回收率高,制备的产品纯度高,因此成为主流技术路线。此法主要回收废旧磷酸铁锂电池中的Al、Fe、Li元素,利用碱溶液的pH值使Fe(OH)3沉淀分离,余液用饱和溶液沉淀;

其技术路线如图所示

这是回收锂,主要通过HCl+H2O2体系得到浸出溶液,经反循环、饱和处理后生成碳酸锂;

该方法用于从废物中回收铝、铁和锂

2、全湿法回收技术2:该废旧锂电池全湿法回收工艺包括湿法带电破碎、电池破碎料直接浸出、浸出液原位除杂、深度除杂、材料再制备等步骤,该工艺可通过较短的流程实现废旧锂离子电池的回收利用,具有镍、钴、锰、锂元素收率高、设备投资少、废气废水产生量少等优点。该废旧锂电池全湿法回收工艺包括以下步骤:

1)现场破碎:将废旧锂电池直接进行湿法破碎,获得初始材料。

2)直接浸出:向步骤1所得初始物料中加入无机酸,在搅拌下进行浸出反应。

3)原位除杂:先在反应后的浸出液中加入氧化剂,调节pH为4.0~4.5后进行固液分离;

4)回收利用:固液分离后分别收集液相和固相

5)工艺特点:与现有技术相比,本工艺具有流程短、设备投资少、废水废气产生量小等优点,该工艺镍、钴、锰、锂元素收率高,整个工艺为全湿法工艺,在实现全电池回收的同时,还可以避免粉尘污染,减少有害气体排放。本工艺设计巧妙,充分利用废旧锂电池的特性回收锂电池,经济效益高,具有良好的工业应用前景。

05

标的公司及介绍

国内电池回收行业的主要参与者大致可以分为三类

一、电池企业:比亚迪、中航锂业、宁德时代等。

二、电池材料公司:华友钴业、赣锋锂业、杉杉股份、寒瑞钴业、厦门钨业等。

三是第三方专业回收公司,比如格林美、邦普回收(宁德时代旗下子公司)、环保公司旺能环境等。

06

代表企业及业务情况

各公司的回收类型及主要工艺路线如下:

07

过去一年内的新项目

08

招聘状态

1.销售复苏方向:

钴酸锂/磷酸铁锂销售经理

业务经理

电力回收经理

南方事业部电力回收经理

2.生产方向:

生产经理 - 湿法工艺

车间主任

高级工艺工程师(废水处理)

生产经理 - 合成

废物处理高级工艺工程师

3、技术(研发)方向:

钴酸锂正极材料研发专业工程师

前驱体合成技术经理

三废处理技术主管

萃取技术主管

电池回收技术经理

4.HSE方向:

环境治理

环境工程师

安全工程师

5.其他方向:

采购经理

大客户经理

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