隨著鋰資源需求日益增加,需求量和儲量之間的矛盾逐漸凸顯,廢舊電池的梯次利用和回收利用也越來越受到各方的重視。如何有效進行動力電池的梯次利用和鋰資源回收成為我國動力電池技術發展的重要課題之一。

動力鋰電池梯次利用與回收迫在眉睫 鋰資源開發前景可期

眾所周知,電動汽車跨越式增長促進了動力電池產業與技術的高速發展。受益于鋰電池需求旺盛以及南美鹽湖鋰產能減產等因素,國內電池級碳酸鋰平均價格由2014年6月的3.9萬元/噸,一路上漲到了2015年12月的12.9萬元/噸,累計漲幅達到230%!

值得注意的是,我國目前已成為世界上最大的鋰資源消費國。隨著鋰資源需求日益增加,需求量和儲量之間的矛盾逐漸凸顯,廢舊電池的梯次利用和回收利用也越來越受到各方的重視。如何有效進行動力電池的梯次利用和鋰資源回收成為我國動力電池技術發展的重要課題之一。

6月21日,在“鋰產業-新生態”國際高峰論壇中的“先進電池技術與鋰資源高效利用”圓桌會議就針對鋰資源、電動汽車、先進電池技術與鋰資源高效利用等相關問題的深入探討。

小編將現場嘉賓的精彩發言分別圍繞“梯次利用與回收利用”、“現有鋰電池技術及工藝”、“鋰資源開發前景展望”三大話題進行了整理,歡迎閱讀與分享!

「 話題① 梯次利用與回收利用 」

【背景】電動汽車的動力電池性能會隨著充電次數的增加而衰減,當電池容量衰減至額定容量的80%以下時,動力電池就不適于應用在電動汽車上,這意味著其在電動汽車上的使用壽命終止。如果直接將電池淘汰,必將造成資源的嚴重浪費,同時也會導致環境污染。

針對退役的動力電池,有兩種可行的處理方法。一種是直接作為工業廢品,進行報廢和拆解,提煉其中的原材料,實現原材料的循環利用。另一種方式則是考慮退役的動力電池,雖然已經不滿足汽車的使用條件,但仍然擁有一定的余能,其壽命并未完全終止,可以用在其他領域作為電能的載體使用,從而充分發揮其剩余價值。更多報道可戳:《獨家丨4-5年后大量電池退役,動力電池梯級利用迎發展良機!

中國電科院儲能與電工新技術研究所高級工程師劉道坦

動力電池梯次利用需要考慮三個問題

動力電池梯次利用的意義在于從電池原材料—電池—電池系統—汽車應用—二次利用—資源回收—電池原材料的電池全生命周期使用角度考慮,可以降低電池成本,避免環境污染。

2009年日本東芝提出對SCIB電池進行二次利用。2013年之后,國內眾多動力電池企業、電動汽車企業也都積極開展動力電池梯次利用基礎研究。電動汽車市場化快速發展讓動力電池的梯次利用有了“現實需求”,研發及應用逐漸增多。

電動汽車的梯次利用要考慮到電動汽車的復雜性,但技術上總體可行。在工程示范應用方面,國網建有30KW/1MWh梯次利用錳酸鋰電池儲能系統和250KW/1MWh梯次利用磷酸鐵鋰電池儲能系統。

總體來講,我們需要關注三個方面的問題:

①技術性可行性方面:包括老化程度、后期衰退、安全性、可靠性,涉及到老化、失效機理,后續壽命,安全性、可靠性檢測、分級篩選技術、工況測試,重組與管理技術等方面,但相關標準目前仍缺失。

②經濟可行性方面,包括舊電池成本計運輸/檢測、重組成本,新電池成本的快速降低,低成本的競爭性儲能技術,再利用的收益,需要快速檢測/分選/成本技術,電池系統組件綜合再利用等。

③市場方面,所有權復雜、電池殘值、風險責任、電力市場,這方面還需要政府支撐與扶持,產業界的積極響應和。

總體來說,隨著動力電池技術進步和性能的提高,相關標準的逐步完善,都利于其梯次利用。而動力電池梯次利用的經濟性隨著儲能市場的發展及電池梯次利用規模化的應用,也逐漸顯現。

北京理工大學能源與環境材料學科首席教授吳峰

2020年全球廢舊鋰電池預計高達250億只

預計到2020年,全球廢舊鋰電池的數量約為250億只。我國在這方面已經開始進行研究,通過檸檬酸處理進行動力學分析,開發出用抗壞血酸對廢舊電池重金屬離子的綠色浸提技術。

據了解,目前國內外對廢舊鋰離子電池的回收過程是:首先徹底放電,然后對電池進行拆解分離出正極、負極、電解液和隔膜等各組成部分,再對電極材料進行堿浸出、酸浸出、除雜后進行萃取以實現有價金屬的富集。

中國電子科技集團第18研究所電池檢測中心主任肖成偉

動力電池的投資力度處于增強階段

電動汽車、電動自行車、儲能都是動力電池現在和未來應用的市場。全球角度來看,動力電池的投資力度仍處于增強階段。國內目前形成了比較集中的四大區域——珠三角、長三角、京津冀和中原。

目前整個產業資金投入超過了1000億,2015年的產能超過400億瓦時,2015年配套電池的瓦時數超過了160億瓦時,產值超過了400億人民幣。

中國現在形成了一個完善的產業鏈,例如正極、負極、隔膜、電解液等,包括生產裝備和梯次利用,也包括資源回收,都形成了比較完善的產業鏈。

合肥國軒高科動力能源公司工程研究院常務副院長楊續來

動力電池梯次利用技術有三大難點

2015年我國動力電池產量暴增,主要體現在幾方面:動力電池企業擴產、消費類電池企業轉型、傳統鉛酸電池企業轉型、大財團新興投資方向。

[責任編輯:趙卓然]

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