编辑评论/注释

目前国家大力提倡的梯级利用,可以说是为了节约社会资源,同时让磷酸亚铁锂这样的低值电池充分发挥其余热,可以使其在回收过程中具有更大的价值,所以梯级利用是非常值得考虑的。

2030年我们的电动车要达到40%到50%,这是一个很大的国家计划。可以说,从现在开始,我们2017年70多万辆,总量和目标加起来,比后续还有n倍的增长空间。

你可能会担心新能源发展这么热是中国政府一厢情愿的想法,还是仅仅是一个想法。

其实,从全球角度来看,我们真的可以不要说,特别是一些欧洲发达国家甚至比中国更激进。这是我给欧洲一些国家列出的全面禁止销售燃油车的时间表。例如,德国、英国和法国都提出了禁止销售燃油汽车的时间。当然,这还不能确定到那一天它是否真的会被禁止。至少它这是他们的一项倡议或主张。

正如我们所看到的,甚至印度也想在2030年完全禁止燃油汽车的销售,但是它它什么时候会在中国被完全禁止还不准确。有人说可能是2040年,其实不一定。但总的来说,我们中国在新能源的发展上充分考虑了中国的产业现状、技术现状和发展趋势,综合制定了这样一个目标,而不是拍脑袋。

这和回收有关。我还借用了中汽研究院的一些数据。到2020年大概报废到32万吨以上,有电池同行估计可能达到50万吨。我觉得这也是有可能的。

这样的报废量,如果按照其中金属的价值来计算,到2030年市场份额将达到230多亿美元,可以说是一块大蛋糕。有人称新能源动力电池回收是我们新能源产业的最后一公里,有人称之为最后的蓝海,所以非常值得关注。相对来说,目前回收行业的竞争可能相对较弱。

动力电池回收的必要性

以上是我们总结的关于动力电池回收利用必要性的几点。有些人认为它不回收它们没关系。为什么我们要回收它们?你想收多少?

首先是安全问题。众所周知,新能源汽车,即使是乘用车,也需要300伏以上的电,公交车需要600伏以上的电,高压DC。如果让普通人拖回家拆,发生危险的概率比较大,所以从安全角度来说必须回收。

从环保的角度来说,其实我们说锂离子电池,也曾经说过绿色电池,但是和铅酸电池相比,没有铅污染。我们可以这么自豪地说,但事实并非如此这意味着没有污染,如磷、氟等。

还有一点很重要,就是要说明不回收的后果有多严重。从资源的角度来看,如果我们不不要回收我们的新能源,这将是不可能的和严重的。

比如钴镍前面有很多专家,包括这个阶段。三元材料在动力电池中的应用已经超过磷酸亚铁锂。钴和镍是三元材料不可缺少的。虽然现在镍高了,但是钴还是要用的。我们中国95%的钴都是进口的。95%是什么概念?可以说几乎等同于一无所有。大家对我们石油70%的对外依存度都很紧张,已经上升到资源战略问题了。这95%应该更紧张吧?

与此同时,我们70%以上的钴用于电池。前面说了,我们的新能源汽车要翻N倍,70%已经用上了。怎样才能让钴的利用率翻倍?这是一个需要考虑的问题。

镍稍微好一点,但它it’也好不到哪里去。现在随着高镍材料的应用和总量的增加,虽然现在镍的量只占2%左右,但很快我认为会接近10%。一旦到了这个程度,就会像钴一样,导致镍的价格飙升。现在其实镍已经开始涨了,达到10万左右/吨,钴从

其实锂是有的。如前所述,钴和镍可以在没有磷酸亚铁锂或锰酸锂的情况下使用,但锂可以只要使用锂离子电池,它就不会被移除。

我们的国家锂现在70%进口,70%也是很大的份额。也就是说,从这些方面来说,即使是资源不回收也是不够的,所以要回收。

动力电池回收技术

首先,目前国家大力提倡的梯级利用,可以说是为了节约社会资源,同时让磷酸亚铁锂这样的低值电池进一步发挥其余热,可以使其在回收过程中具有更大的价值,所以梯级利用是非常值得考虑的。

但目前梯级利用的重要问题是什么?

如果它很正规的选组,其实它的成本挺高的,包括现在很多车辆设计的时候,都说是焊接的,怕接触不良,像软袋,更别说18650了,几乎都是焊接上去的。这个时候可以说是很难拆开来进行梯级利用,成本很高,这是一个很重要的问题。

目前我们也看到一些部门或者一些企业已经在考虑如何做一些规划和设计,方便梯级利用,比如模块化。如果我们只用模块级联,成本可以大大降低。梯级利用,从技术上来说,没那么高端,每个电池厂和包厂都能做到。

这是我们所做的级联利用演示。我们拆开电池组进行梯级利用,配以简单的管理系统,在低速车上使用。原来这辆低速车用的是铅酸电池。我们做了一个表格来比较。从对比中可以看出,在重量、行驶里程、充放电时间等方面都有明显的优势。

同时,由于梯级利用,如果成本控制得好,可以逼近铅酸电池的价格。

如果是这样的话,我觉得低速车领域很有可能进入,因为现在大家都知道,低速车90%以上都是用铅酸电池。这不不是说普通人认可铅酸电池,实际上是铅酸电池的价格。如果我们的价格和铅酸电池差不多,性能优越,我觉得这个行业应该进入。

唐也不要低估低速汽车。我记得2016年的数据。我们卖了50.7万有补贴的常规车,100多万没有补贴甚至很多地方打压的低速车。所以,市场是真的存在的。我们的锂离子电池能不能进,取决于我们的能力。

另一个很重要的应用是铁塔和储能,这是业内人士熟知的。

其他方面,比如家用小型储能和电动自行车,我觉得梯级利用也是值得关注的事情。

从材料回收的角度来看,这是电池的一般组成。铁锂和三元锂可能略有不同,但差别不会太大。

理论上,所有这些成分都希望被回收。如何做到这一点,以及如何在回收过程中最大限度地减少和控制污染是值得研究的。

前两个PPT介绍了国外的回收技术,其中一个是美国Toxco公司的,有一定的代表性。很重要的是有一个液氮冷冻,叫低温冷冻粉碎。这很有意思。当温度超过零下100度时,电池的电解液完全凝固,不存在安全问题和放电问题。此外,在如此低的温度下,粘合剂变得易碎并且容易分离。

低温冷冻粉碎后,后面用湿法冶金。我们是搞冶金的,湿法冶金是酸碱萃取。粉状物质被酸溶解,然后钴盐、酸式盐等附属物被提取分解,当然也没有可以回收的东西。

这个过程有一个很重要的特点,刚才提到了低温冷冻,但是它的能耗比较高。毕竟得到液氮然后升温,一冷一热,需要消耗很多能量。同时,其主流技术仍然是湿法冶金,可以不包括磷酸亚铁锂等低值材料。

这是目前国外主流的火法冶金。一个是美国公司的,一个是Inmetco的,这是主要路线。一个重要的特点是电在高温电弧炉中被分类、拆解、熔化。我们称之为高温熔炼,在冶金学上我们称之为火法冶金。

在1000度的高温下,电池里所有能燃烧的东西都被烧掉了,比如石墨,碳黑,隔膜电解液,胶水。在燃烧过程中适当的控制可以将金属氧化物还原成金属合金,而一些活泼的金属如铜、铝以氧化物渣的形式浮在金属合金溶液表面,可以将它们分离。

火法冶金的特点是能耗高,但有重要优势。这个过程胃口很好,什么电池都可以放进去。国内的湿法冶金工艺和前面的差不多,包括萃取、分离、沉淀。目前国内主要的方法是湿法冶金。

后者是我们的技术,以物理方法为主,有几个主要环节。第一种叫精准拆解,其次是材料修复。相对于之前的湿法冶金,别人已经溶解了。我们把这种材料重新合成,直接合成成电池可用的材料。当然还有很多细节,时间关系就不讨论了。

这是我们的试验工厂。中南大学就有这样一条中试植物线。欢迎各位同仁光临。这是在中试过程中得到的一些产品,以及一些电性能和雾化性能的对比研究,包括低温性能和倍率性能。这些都是修复后的材料和购买的调料的对比。其各种优点,循环性能可达1700次,容量约为88%。同时我们也对比了很多杂质。物理方法肯定会有少量杂质。我们对这些材料的性能做了详细的比较。

其实这些杂质在可控范围内影响不大。这就是所得材料的性能(图)。总的来说还是可以和买来的素材很接近的。这就是该技术的特点,以物理方法为主,无污染,工艺流程短。目前我们正在天津建设这样的实体工厂。这是我们预估的利润,净利润率大概会达到20%以上。这是我们的团队和正在建设的工厂。