锂电池回收行业前景
因动力电池的电池容量会在循环充放电过程中逐渐衰减,当衰减至80%以下时,动力电池达到退役状态。锂电池中镍、钴、锰、锂等元素均可实现回收利用,具有明显的经济价值,拆解回收后可进一步用于生产三元前驱体和正极材料,实现产业链闭环,有效降低电池成本。在现阶段锂电池上游材料价格持续上涨以及上游金属资源日渐紧缺的背景下,锂电池回收的经济效益将愈加凸显。
为应对锂电池退役高峰的到来,业内公司已经抓紧在锂电池回收领域进行布局。西恩科技、格林美、邦普循环等公司业已规划建设电池拆解回收线,以应对逐步增长的电池回收需求。未来,随着回收体系的建设和法律法规的完善,以及技术进步带来的回收效益提高,锂电池回收市场的潜力将进一步被发掘,成为锂电池生产原料的重要来源之一。
锂电池的结构
锂电池通常有两种外型:圆柱型和长方型。
电池内部采用螺旋绕制结构,用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件,以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。
单节锂电池的电压为3.6V,容量也不可能大,因此,常常将单节锂电池进行串、并联处理,以满足不同场合的要求。
锂电池标3.7V或4.2V都是一样。只是生产厂商标注的不一样而己。3.7V 指电池使用过程中放电的平台电压(即典型电压),而4.2伏指的是充电满电时的电压。常见的可充18650锂电池,电压都是标3.6或者3.7v,充满电的时候是4.2v,这跟电量(容量)关系不大,18650电池主流的容量从1800mAh到2600mAh,(18650动力电池容量多在2200~2600mAh),主流的容量甚至有标3500或4000mAh以上的都有。一般认为将锂电池的空载电压放到3.0V以下就认为电用完了(具体值需要看电池保护板的门限值,比如有低到2.8V,也有3.2V的)。大部分锂电池放电不能将空载电压放到3.2V以下的,否则过度放电会损害电池(一般市场上的锂电池基本都是带保护板才使用的,因此过度放电还会导致保护板检测不到电池,从而无法给电池充电)。4.2V是电池充电的限制电压,一般认为将锂电池的空载电压充到4.2V就认为电充满了,电池充电过程中,电池的电压在3.7V逐渐上升到4.2V,锂电池充电不能将空载电压充到4.2V以上的,否则也会损害电池,这就是锂电池特殊的地方。发展废旧动力电池回收的意义
随着新能源汽车产业的快速发展,我国已成为大新能源汽车产销国。在新能源汽车产业快速发展的同时,动力电池装机量也在逐年攀升。根据SNE Research统计,2022年1—11月动力电池装机量约446GWh,其中中国动力电池装机量达到258.5GWh。
动力电池的使用年限一般为5—8年,电池容量衰减至80%以下后,不能有效满足新能源汽车使用需求。2016年以来我国新能源汽车产业进入快速发展期,业内预测动力电池即将迎来退役高峰。中国汽车技术研究中心测算估计,到2025年,我国退役动力电池总量将达116GWh,约78万吨。如此大量的废旧动力电池若处理不当,可能造成固废填埋量大、重金属污染、粉尘污染、水污染等多种环境污染问题。
发展废旧动力电池回收产业已成为共识。目前废旧动力电池回收利用的主要方式有两种:梯次利用和再生利用。梯次利用是将退役的动力电池进行筛选,选择PACK或模组中性能较好的电池在其他领域进行再次使用。再生利用是将废旧动力电池通过拆解、提炼金属等方式进行资源化处理,回收有价值的再生资源。现阶段退役的动力电池在性能和原始设计上考虑不足,导致梯次利用的经济性和安全性还有待提升,产业规模有限,下游需求不确定性较强。相比之下,再生利用产业发展较快,在能源安全和产业链带动等方面具有较大价值。
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