El análisis más completo: la disposición de las baterías de litio en uso y el reciclaje de recursos

Guía: El uso y reciclaje de baterías de litio se basa principalmente en la protección del medio ambiente, la conservación de recursos y la rentabilidad.

Disposición de la batería de litio en uso y reciclaje basado principalmente en la protección del medio ambiente, el ahorro de recursos, tres aspectos rentables:

Protección del medio ambiente: el material del cátodo de la batería de litio que contiene níquel, cobalto, manganeso, litio y otros metales pesados, los elementos de metales pesados pueden causar contaminación al medio ambiente, agua, etc. El interior de los materiales del ánodo de materiales de carbono, grafito, etc. causará contaminación por polvo; Además, el electrolito de las baterías de litio contiene sustancias químicas tóxicas que también pueden causar contaminación por flúor.

Ahorro de recursos: grandes cantidades de elementos metálicos contenidos en la batería de litio, níquel, grafito y otros más en nuestro país, pero los elementos metálicos como el cobalto son escasos en nuestro país; El contenido absoluto de litio de muchos chinos, pero la explotación difícil es grande, generalmente se distribuyen en el Tíbet, Qinghai, Sichuan y otras condiciones mías duras; El contenido de iones de magnesio y litio en el lago salado es mayor, la dificultad de extraer el litio también es muy grande.

Rentable: ¿la disposición en el uso y la recuperación de recursos de las baterías de iones de litio todavía puede formar comercial, porque una gran cantidad de vueltas en la industria del automóvil eléctrico en los últimos años, el aumento de la demanda de baterías de litio, conducen a aguas arriba del precio del material de metales preciosos es muy alto, el precio del metal cobalto es 600000 / ton, níquel 100000 / ton, 170000 / ton de carbonato de litio, litio metal, 900000 / ton.

Salida del mercado

1, apoyo a las políticas,

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 emitido por la oficina general del consejo de estado "a punto de acelerar el" asesoramiento instructivo sobre la popularización y aplicación de los vehículos de nueva energía, la política de reciclaje de baterías de energía;

En 2015, el ministerio de finanzas, el ministerio de ciencia y tecnología, el ministerio de industria, la comisión nacional de desarrollo y reforma sobre la aplicación de vehículos de nueva energía en 2016-2020 aviso de política de apoyo financiero mencionado en el "para fabricar automóviles eléctricos y empresas de baterías de energía acometer el reciclado del cuerpo de la batería de desecho ".

En 2016, la comisión nacional de desarrollo y reforma, el ministerio de industria y la oficina de protección ambiental, el ministerio de comercio y la administración general de supervisión de calidad, inspección y la correspondiente emitieron una serie de políticas, hasta el momento, específicamente para la política de reciclaje de baterías de litio. un total de más de 20.

En marzo de 2018, los siete ministerios emitieron conjuntamente lo último sobre el trabajo piloto de reciclaje de baterías de energía de vehículos de nueva energía del aviso.

Estas políticas pueden inducir los siguientes cuatro:

Los ministerios nacionales reclaman la energía de la batería para el uso en cascada, el reciclaje de recursos nuevamente;

Responsabilidad del productor de implementar, es decir, "quién es la producción, quién es responsable";

Construir un sistema de reciclaje de baterías de energía, para llevar a cabo algunos proyectos piloto, para establecer una red de reciclaje y supervisión de la información;

Mejorar continuamente las normas de la industria, los requisitos de calificación de la empresa estatal se aclaran gradualmente.

2, el tamaño del mercado

La batería de litio en su conjunto se puede dividir en tres categorías:

Baterías de consumo: baterías utilizadas en electrónica de consumo como teléfonos móviles, iPad, ordenadores portátiles, etc., principalmente 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.

¿Qué arreglo se está utilizando? Por ejemplo, como la batería para usar en los vehículos de nueva energía, la carga de la batería es el 100% de la energía, cuando la batería se usa después de un período de tiempo, la atenuación de energía, cuando la atenuación de energía al 80% no se podrá usar en el coche, es la primera etapa de uso. Amortiguando desde la batería del automóvil, la potencia del 80% al 80% del rango puede hacer arreglos en uso, como el que se usa en vehículos de baja velocidad, triciclo eléctrico, motocicleta eléctrica, almacenamiento de energía de la estación de carga, valle pico de corte térmico, fotovoltaica, etc. Se puede considerar que una batería con una carga inferior al 20% ha completado su ciclo de vida y puede reciclarse en este momento. Así, el conjunto según la capacidad de la batería se divide en tres partes: automoción, disposición en uso, reciclaje de chatarra.

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En 2017, el volumen de producción y ventas de vehículos de nueva energía de China es de alrededor de 800.000 unidades, y el número total de vehículos de nueva energía en el mundo es de 1,3 millones. Se estima que para 2020, los vehículos de nueva energía de China llegarán a los 3 millones y el mundo llegará a los 5 millones. Según las ventas de vehículos de nueva energía, la demanda de baterías de litio alcanzará los 250GWh 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 la batería de litio de alta tecnología y los principales corredores, se estima que 11GWh de baterías serán dadas de baja en 2018, lo que corresponde a un espacio de mercado de aproximadamente 6 mil millones; en 2020, el espacio de mercado será de 15 mil millones, y en 2023, alcanzará los 40 mil millones, de 2018 a 2018. En 2023, la tasa de crecimiento anual compuesta alcanzará el 50%. Se puede decir que el reciclaje de baterías de litio se convertirá en el próximo competidor del mercado.

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Según las estadísticas de las baterías de litio de alta tecnología, la recuperación de las baterías de litio en 2017 es de 80.000 toneladas y la escala de mercado es de aproximadamente 3 a 4 mil millones. Entre estas 80.000 toneladas, el desmantelamiento de la batería supuso el 95% y no hubo uso de la escalera. En la actualidad, las razones de las desventajas del uso de la escalera en el mercado son principalmente las siguientes:

Hace unos años se destacan los problemas de seguridad de la tecnología de las baterías;

Menos desperdicio, el grado de estandarización no es alto, el uso piloto del emparejamiento es difícil;

Lanzamiento a gran escala del mercado de almacenamiento de energía todavía.

Ruta técnica

1, estándares técnicos

En nuestro país, en las condiciones de vehículos de nueva energía de utilización integral de los requisitos estándar de la industria de baterías de energía residual: en la condición de fundición húmeda, la tasa de utilización de reciclaje integral de níquel y cobalto no es inferior al 98% de manganeso, el método de fundición de la utilización de reciclaje de no menos del 97% .Is que conduce a las empresas nacionales actuales se ha logrado básicamente, como los estándares del estado.

2, el 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 de Ningde hizo el cálculo anterior, después de la jubilación, la batería de litio y fosfato de hierro se puede utilizar como batería de almacenamiento de energía durante al menos cinco años. Si el fosfato de hierro de litio de desecho directo, el desmantelamiento, los ingresos son limitados, su composición no tiene valor de hierro, el contenido de litio es muy pequeño, 1 tonelada de fosfato de hierro y litio recicla los rendimientos económicos en alrededor de 10000, si se usa como un uso piloto, las ganancias en 30000-40000 más o menos, de estas dos formas, conviene realizar una prueba piloto con fosfato de hierro y litio.

3, disposición en uso

El proceso de disposición en uso se puede dividir en tres pasos: primero filtrado para reciclar baterías, y batería en serie en paralelo, la gestión de la carga y descarga del tercer paso, exterior para unirse al BMS, capacidad de diseño y adaptación de potencia. Capacidad general de la batería y relación de ajuste de potencia de 8: 1, tasa de descarga a 0,125 C.

La tecnología clave del uso piloto radica en dos:

Tecnología de integración discreta: la tecnología de paquete de batería diferente es diferente, 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: estimada por los indicadores técnicos SOC, SOH y SOP proporcionados por BMS.

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 centrales eléctricas de almacenamiento de energía, estaciones base de comunicación y otras áreas con entornos complejos.

Además las baterías ternarias contienen níquel, cobalto, manganeso, el precio es bastante alto, incluso directamente y desmantelando, los ingresos son muy considerables. Entonces, por el contrario, la batería ternaria es más adecuada para el desmontaje. Precios de desmantelamiento de baterías ternarias en 40000-50000 yuanes / tonelada, si elimina el desmantelamiento de precursores de níquel cobalto manganeso de material ternario para hacerlo nuevamente, el precio es más alto. Era Ningde, por ejemplo, el precio unitario está en 80000 yuanes / tonelada.

Reciclaje de recursos en dos etapas: preprocesamiento, reciclaje de la batería en primera descarga, extracción del embalaje exterior, desmantelamiento manual aislado de las baterías; y luego recuperación.

La tecnología de reciclaje se puede dividir en tres categorías:

Seco (físico):

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

Método de pirólisis a alta temperatura: quema a alta temperatura, formando condensación por evaporación del vapor

Dry hotfix: después de secar de nuevo para el procesamiento de productos gruesos reciclados como materiales

Método químico húmedo:

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Hidrometalurgia: disolver la separación con lixiviación de reactivos químicos

Extracción química, reactivo de separación

Intercambio de iones: con intercambio de iones

Tecnología de recuperación biológica:

Principalmente es utilizar la lixiviación microbiana, ahora también es difícil, los problemas técnicos siguen siendo el gran avance.

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 de operación

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

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Tesla, por ejemplo, en 2015 Tesla emitió POWERWALL se utiliza para el mercado de almacenamiento de energía, haciendo el uso piloto de baterías de iones de litio.

2, Alemania: productores principalmente responsables

Bosch, por ejemplo, en 2015 comenzó a hacer la disposición de la batería en uso de reciclaje. Se espera que la recuperación supere el 50% en 2018.

3, Japón: legislativo + subsidios a las empresas de producción 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 mundial en vehículos 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 usar la escalera. Desarme y trate químicamente las baterías que pierden por completo su valor de reutilización. En 2015, Toyota usó las baterías usadas del Camry Hybrid para almacenar energía en el Parque Nacional Yellowstone. Se rediseñó el sistema de gestión de la batería. Las baterías del Camry 208 pueden almacenar 85KWh de electricidad, lo que duplica la vida útil de la batería.

4, reciclaje de baterías de plomo-ácido

La producción de baterías de plomo-ácido de China alcanzó 4 millones de toneladas en 2016, el valor del contenido de plomo en 40 mil millones, en términos de tecnología, la tasa de recuperación de baterías de plomo-ácido de China puede alcanzar el 98%, pero la tasa real de solo el 30%, la principal El problema es que nunca se construye una red a gran escala.

El tema del reciclaje debe implementar una extensión del sistema de responsabilidad del productor, a saber, las empresas de producción de automóviles, la batería en las empresas de producción, el tercero como el cuerpo principal de los recursos de reciclaje, las empresas de reciclaje, incluidas las empresas de producción de automóviles, es la clave.

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.

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Hasta el momento, el piloto de 2017 con batería es muy poco en nuestro país, el principal problema es la economía. Según la liga de baterías, de acuerdo con el almacenamiento de energía de nuestro país se le da prioridad al almacenamiento por bombeo, se le da prioridad al carbón con baterías de plomo-carbono, las baterías de fosfato de hierro y litio han tardado en convertirse en un piloto con el cuerpo principal de la razón principal es el costo, se puede ver arriba, el plomo, las baterías de carbono y el costo de almacenamiento por bombeo en aproximadamente 0.4 Yuan / kWh, la batería de litio en 0.7 Yuan / KWH. Para calentar el proyecto Liyang de la batería de energía como ejemplo, los resultados del cálculo muestran que el capital de inversión del proyecto de almacenamiento estático se recupera en aproximadamente 6 años, si desea generar ingresos, deberá ejecutar 10 años completos, la declaración después de impuestos en el 10%. Aunque el arreglo en uso en la etapa actual de la economía no es obvio, pero a medida que bajen los costos de la batería, el arreglo futuro en el uso del mercado se irá desintegrando gradualmente.

Inversión en fusiones y adquisiciones

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. En la actualidad, 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 en la industria de las baterías eléctricas. Las dos empresas líderes se han unido para reciclar 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, el precio unitario fue de 80.000 yuanes / tonelada y el margen de beneficio bruto alcanzó el 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 Zhangzhou Haopeng; el caso de fusiones y adquisiciones en 2018 es más.

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