Análisis completo de la utilización de la escalera de la batería de litio y el reciclaje de recursos.

La utilización y el reciclaje de baterías de escaleras se basan principalmente en la protección del medio ambiente, la conservación de recursos y tres aspectos rentables:

Protección del medio ambiente: el material del electrodo positivo de la batería de litio contiene elementos de metales pesados como níquel, cobalto, manganeso y litio. Estos elementos de metales pesados contaminan el medio ambiente y el agua. Los materiales de carbono dentro del material del electrodo negativo y el grafito pueden causar contaminación por polvo. Además, el electrolito de litio de la batería contiene componentes químicos tóxicos y también puede causar contaminación por flúor.

Ahorro de recursos: la batería de litio contiene muchos elementos metálicos, níquel, grafito, etc. en China, pero los elementos metálicos como el cobalto son escasos en China. China tiene muchos elementos de litio, pero es difícil de extraer y distribuir en general. En el Tíbet, Qinghai, Sichuan y otras minas relativamente difíciles; El litio del lago salado tiene un contenido relativamente alto de iones de magnesio y es difícil extraerlo.

Rentable: el uso de baterías de litio para la utilización de escaleras y el reciclaje de recursos aún se puede comercializar, porque en los últimos años, la industria automotriz se ha convertido en gran medida en electrificación y la demanda de baterías de litio ha aumentado, lo que resulta en un precio muy alto de preciosos materiales metálicos aguas arriba, cobalto metálico. El precio es de más de 600.000 / ton, níquel 100.000 / ton de carbonato de litio 170.000 / ton, metal litio 900.000 / ton.

Salida de mercado

1. Apoyo normativo

A principios de 2012, el “ Plan de desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía y conservación de energía ” emitido por el Consejo de Estado mencionaba “ el desarrollo de métodos de gestión del reciclaje de baterías de energía ” ;

En 2014, la Dirección General del Consejo de Estado emitió los “ Dictámenes Orientadores sobre Aceleración de la Promoción y Aplicación de Vehículos de Nuevas Energías ” para estudiar y formular la política de reciclaje de baterías eléctricas;

En 2015, el Ministerio de Hacienda, el Ministerio de Ciencia y Tecnología, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información y la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma mencionados en el "Aviso sobre las Políticas de Apoyo Financiero para la Promoción y Aplicación de Vehículos de Nuevas Energías en 2016-2020 "que" los vehículos eléctricos y las empresas de baterías de energía deben ser responsables del reciclaje de las baterías usadas ";

En 2016, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, la Oficina de Protección Ambiental, el Ministerio de Comercio y la Administración General de Supervisión de Calidad, Inspección y Cuarentena emitieron una serie de políticas. Hasta ahora, ha habido más de 20 políticas específicas para el reciclaje de baterías de litio.

En marzo de 2018, los siete ministerios y comisiones emitieron conjuntamente el último "Aviso sobre el trabajo piloto sobre el reciclaje de baterías de energía para vehículos de nueva energía".

Para resolver estas políticas, podemos resumir los siguientes cuatro puntos:

Los ministerios y comisiones del estado abogan por que la batería de energía se use para uso en cascada y luego se recicle.

Implementar la extensión de la responsabilidad del productor, es decir, “ quién produce y quién es responsable ” ;

Establecer un sistema de reciclaje de baterías eléctricas, realizar proyectos piloto, establecer redes de reciclaje y supervisión de la información;

Las normas de la industria mejoran constantemente y los requisitos estatales de calificación para las empresas se van aclarando gradualmente.

2. Tamaño del mercado

Las baterías de litio se pueden dividir en tres categorías:

Baterías de consumo: baterías utilizadas en electrónica de consumo como teléfonos móviles, iPad, ordenadores portátiles, etc., basadas principalmente en baterías de óxido de cobalto de litio;

Batería de energía: utilizada en vehículos de nueva energía, los automóviles de pasajeros son principalmente baterías ternarias, los vehículos comerciales son principalmente baterías de fosfato de hierro y litio;

batería de almacenamiento de energía: se utiliza en estaciones de carga, centrales térmicas, almacenamiento de energía comercial, etc., utilizando principalmente baterías de fosfato de hierro y litio.

¿Para qué sirve la escalera? Por ejemplo, si la batería se usa en un vehículo de nueva energía, la batería tiene un 100% de energía cuando está completamente cargada. Cuando la batería se usa por un período de tiempo, la energía se atenúa. Cuando la batería se deteriora al 80%, no se puede usar en el automóvil, esta es la primera etapa de uso; de la batería atenuada del automóvil, la potencia del 80% al 20% del intervalo se puede utilizar para escaleras, como automóviles de baja velocidad, triciclos eléctricos, motocicletas eléctricas Automóviles, estaciones de carga, almacenamiento de energía, almacenamiento de potencia máxima, energía fotovoltaica, etc. .; Se puede considerar que las baterías con menos del 20% de la electricidad han completado su ciclo de vida y luego pueden reciclarse. De esta forma, el uso de toda la batería se divide en tres partes según la capacidad: el automóvil, el uso de la escalera y el reciclaje.

El análisis más completo de la utilización de escaleras de baterías de litio y el reciclaje de recursos.

En 2017, el volumen de producción y ventas de vehículos de nueva energía de China es de aproximadamente 80 millones de vehículos. El número total de vehículos de nuevas energías en el mundo supera los 1,3 millones. Se estima que para 2020, los vehículos de nueva energía de China llegarán a los 300.000 vehículos y el mundo llegará a los 500.000 vehículos. Según las ventas de vehículos de nueva energía, la demanda de baterías de litio alcanzará los 250 Gwh en 2020, y la atenuación de estas baterías debe reciclarse gradualmente.

De acuerdo con la demanda de baterías de energía para vehículos de nueva energía en los últimos años, cuando la capacidad de la batería del automóvil de pasajeros es del 100% al 80%, la vida útil es de aproximadamente 5 años y la del vehículo comercial es de aproximadamente 3 años. El uso a gran escala de vehículos de nueva energía en China en 2014, según este cálculo, la batería de energía entrará en una etapa de desmantelamiento a gran escala para 2018. En otras palabras, el inicio real del reciclaje de baterías de litio en 2018 marcará el comienzo de un nuevo entusiasmo, el próximo punto de crecimiento. Según el cálculo de las baterías de litio de alta tecnología, los principales corredores, etc., se espera que en 2018 se retiren las baterías de 11 Gwh, el espacio de mercado correspondiente es de aproximadamente 60 mil millones; en 2020, el espacio de mercado es de 150 mil millones, 2023 a 100 millones a 400 De 2018 a 2023, la tasa de crecimiento anual compuesta alcanzará el 50%. Se puede decir que el reciclaje de baterías de litio se convertirá en la próxima salida del mercado.

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Según las estadísticas de baterías de litio de alta tecnología, la recuperación de baterías de litio en 2017 es de 8,000 toneladas, y la escala de mercado es de alrededor de 3 a 4 mil millones. Entre las 8 toneladas, el desmantelamiento de la batería representó el 95% y no hubo uso de la escalera. Las principales razones de las desventajas del uso de la escalera en el mercado son las siguientes:

La seguridad de la tecnología de baterías en años anteriores es más prominente;

La cantidad de desechos es relativamente pequeña, el grado de estandarización no es alto y es difícil igualar el uso de escaleras;

El mercado de almacenamiento de energía aún no se ha lanzado a gran escala.

Ruta técnica

1. Normas técnicas

Requisitos de China "condiciones estándar de la industria de utilización integral de la batería de energía de desecho de vehículos de nueva energía": en condiciones de fundición húmeda, la tasa de recuperación integral de níquel-cobalto manganeso no es inferior al 98%, la tasa de recuperación de la fundición al fuego no es inferior al 97% . En la actualidad, las principales empresas nacionales como Bangpu básicamente han alcanzado el estándar.

2. fosfato de hierro y litio

La batería de energía se divide principalmente en fosfato de hierro y litio, que se usa en vehículos comerciales, y baterías ternarias, que se usan en automóviles de pasajeros. En comparación, el fosfato de hierro y litio es más adecuado para el uso de la escalera. El rendimiento de estas dos baterías no es el mismo, el fosfato de hierro y litio tiene un ciclo de vida más largo, la potencia se reduce del 100% al 80% y la vida útil puede llegar a 2000-6000 veces.

La era Ningde ha realizado los cálculos anteriores, y la batería de fosfato de hierro y litio después de la clausura se puede utilizar como batería de almacenamiento de energía durante al menos 5 años. Si el fosfato de hierro y litio se desecha, desmantela y recicla directamente, los ingresos son limitados, su composición no vale el hierro y el contenido de litio es muy pequeño. El beneficio económico de reciclar 1 tonelada de fosfato de litio y hierro es de aproximadamente 10,000, y si se usa como una escalera, el ingreso de utilización es de 30,000 a 40000 Izquierda y derecha, por lo que desde estos dos aspectos, el fosfato de litio y hierro es más adecuado para el uso del escalera.

3.el uso de escaleras

El proceso de utilización de la escalera se puede dividir en tres pasos: en primer lugar, se filtra la batería recuperada, luego se conecta la batería en serie y en paralelo, el tercer paso es la gestión de carga y descarga, y se agrega el BMS para diseñar la capacidad y emparejamiento de potencia. Generalmente, la relación de correspondencia entre la capacidad de la batería y la potencia es de 8: 1 y la tasa de descarga es de 0,125 grados Celsius.

Las tecnologías clave para el uso de escaleras son dos:

Tecnología de integración discreta: las diferentes tecnologías de paquetes de baterías son diferentes, después del desmontaje, es necesario integrar diferentes celdas individuales de acuerdo con el rendimiento y la vida útil del módulo de batería;

Tecnología de trazabilidad de ciclo de vida completo: Estimado por los indicadores técnicos SOC, SOH, SOP proporcionados por Bristol-Myers Squibb.

El estado requiere la construcción de una plataforma de gestión integral para el monitoreo nacional y el reciclaje de baterías de energía y la trazabilidad de los vehículos de nueva energía. La plataforma utiliza el código de producción de la batería como portador de información, y la vida útil de la batería se remonta al ciclo de vida completo y los registros de datos.

4. Reciclaje de recursos

La vida útil del fosfato de hierro y litio es relativamente larga y el ciclo de vida de la batería ternaria es de aproximadamente 800-2000 veces, lo que es relativamente corto; la seguridad de la batería ternaria no es tan buena como la de la batería de hierro-litio, y el punto de ignición es relativamente bajo, lo que no es adecuado para la central eléctrica de almacenamiento de energía. Estaciones base de comunicación y otras áreas con entornos complejos.

Además, el precio del níquel, cobalto y manganeso contenido en la batería ternaria es relativamente alto, e incluso si se desmonta directamente, la ganancia es considerable. Entonces, en comparación, la batería ternaria es más adecuada para desmantelar y reciclar. El precio del desmontaje y reciclaje de la batería ternaria es de 40.000 a 50.000 yuanes por tonelada. Si el níquel-cobalto-manganeso desmantelado se utiliza como precursor del material ternario, el precio es más alto. Tome la era de Ningde como ejemplo, el precio unitario es de 80.000 yuanes por tonelada.

El reciclaje de recursos se divide en dos etapas: la batería recuperada se trata previamente, se descarga, se retira el paquete exterior y la batería se desmonta y separa manualmente y luego se recupera.

La tecnología de reciclaje se puede dividir en tres categorías:

Método seco (método físico):

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Método de clasificación mecánica: medios mecánicos trituración y cribado, clasificación directa

Método de pirólisis a alta temperatura: incineración a alta temperatura, formación de condensación por volatilización de vapor

Reparación por calor seco: después del proceso de secado, el producto crudo recuperado se vuelve a procesar en un material.

Método húmedo (método químico):

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Hidrometalúrgico: Disolución y separación por reactivo químico

Extracción química: separación con reactivos

Intercambio de iones: intercambio con iones.

Tecnología de bioreciclaje:

Utilizando principalmente la lixiviación microbiana, todavía es difícil en la actualidad y es necesario resolver los problemas técnicos.

En la actualidad, en la industria, la batería ternaria se usa generalmente en el método húmedo, y el fosfato de hierro y litio se usa en el método seco, que también es un método recomendado. En comparación, el costo del proceso húmedo es relativamente alto, pero la pureza de los materiales recuperados es relativamente alta, y cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas.

Modo operativo

1, Estados Unidos: extensión de la responsabilidad del productor + sistema de depósito del consumidor

Tome a Tesla como ejemplo. En 2015, Tesla lanzó POWERWALL para el mercado de almacenamiento de energía y utilizó escaleras de batería de litio.

2, Alemania: los productores son los principales responsables

Tomando a Bosch como ejemplo, en 2015 se inició el reciclaje de baterías y se espera que la tasa de recuperación sea superior al 50% para 2018.

3, Japón: legislación + subsidios para fabricantes de baterías

Japón ha promulgado legislación a nivel nacional para subsidiar el reciclaje de los fabricantes de baterías. Tome Toyota como ejemplo. Toyota es el líder del dragón mundial de automóviles híbridos. En 1998, comenzó a reciclar baterías usadas. Hay tres pasos principales para el reciclaje: primero establecer una red de reciclaje, luego realizar una evaluación detallada de las baterías recuperadas, elegir si reparar o utilizar la escalera, el desmantelamiento y el tratamiento químico de las baterías que pierden por completo el valor de reutilización. En 2015, Toyota usó las baterías usadas del Camry Hybrid para el almacenamiento de energía de las instalaciones del Parque Nacional de Yellowstone y rediseñó el sistema de administración de la batería de almacenamiento de energía, 208 La batería del Camry puede almacenar hasta 85 kWh de electricidad, extendiendo la vida útil de la batería al un factor de dos.

4, reciclaje de baterías de plomo ácido

En 2016, el volumen de producción de baterías de plomo-ácido en China alcanzó los 400 millones de toneladas y el valor del plomo alcanzó los 400 millones. Desde un punto de vista técnico, la tasa de recuperación de las baterías de plomo-ácido en China puede alcanzar el 98%, pero la tasa de recuperación real es solo del 30%. El problema es que nunca ha existido una red a gran escala.

La entidad de reciclaje debe implementar un sistema de extensión de la responsabilidad del productor, es decir, empresas de producción de automóviles, empresas de producción de baterías y empresas de reciclaje de recursos de terceros como el cuerpo principal de reciclaje, entre las cuales las empresas de producción de automóviles son el foco.

En el modelo de negocio ha comenzado a gestarse el establecimiento de una red de reciclaje y la especialización de la combinación de ambos. La lógica de la competencia futura de la industria también se centra en estos dos puntos:

Establecer una red de reciclaje a nivel nacional para generar economías de escala y diluir costos;

Rompe el umbral técnico.

En la actualidad, se utilizan muy pocas baterías en las escaleras de China en 2017, y el principal problema es la economía. Según los datos de Battery Alliance, el almacenamiento de energía de China se basa principalmente en el almacenamiento por bombeo, y la principal estación de energía es la batería de plomo-carbono. La principal razón del retraso en el uso de la batería de fosfato de hierro y litio es el costo. El costo de las baterías de plomo-carbono y el almacenamiento por bombeo es de aproximadamente 0,4 yuanes / kWh, y la batería de litio es de 0,7 yuanes / kWh. Tomando como ejemplo el proyecto Xida Power Battery Liyang, los resultados del cálculo muestran que el período de recuperación de la inversión estática de los proyectos de almacenamiento de energía tiene unos 6 años. Si va a generar ingresos, debe operar durante 10 años, por lo que la tasa de devolución después de impuestos es del 10%, aunque la etapa actual es La economía de utilización no es obvia, pero a medida que el costo de las baterías disminuye, el mercado de La utilización futura de la escalera irá en erupción gradualmente.

Fusiones y adquisiciones de inversiones

1, Torre de China

La compañía es una empresa de servicios integrales de infraestructura de comunicaciones a gran escala establecida conjuntamente por China Telecom, China Mobile y China Unicom. Se dedica principalmente a la construcción, mantenimiento y operación de instalaciones de soporte de estaciones base y sistemas de distribución interior como torres de comunicación. A principios de enero de este año, la empresa Con 17 empresas, incluidas Chongqing Changan, BYD, Yinlong New Energy, Waterma, Guoxuan Hi-Tech y Thornton New Energy, han recuperado conjuntamente fosfato de hierro y litio. Actualmente, se han establecido más de 3.000 estaciones base en 12 provincias y ciudades de todo el país.

2, SAIC Ningde

SAIC es líder en la industria automotriz. Ningde era es el líder de la industria de las baterías eléctricas. Los dos grifos principales se asociaron con la recuperación de la batería de energía. En marzo de 2018, firmaron un memorando de entendimiento sobre cooperación estratégica.

Ningde era completó la adquisición de Bangpu en 2013. En la actualidad, el segmento comercial de reciclaje de baterías de litio se ha convertido en uno de los tres negocios principales. En 2017, los ingresos del segmento comercial de reciclaje alcanzaron los 2.500 millones y el precio unitario fue de 80.000 yuanes / tonelada. 27%, el negocio representó el 13%.

3, fusiones y adquisiciones de inversiones

Desde el punto de vista de la industria, ya en 2013, la era Ningde adquirió Bangpu; en 2017, Xiamen Tungsten adquirió Ganzhou Haopeng, y el caso de fusiones y adquisiciones en 2018 es más.

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