Forschungsbericht: Eingehende Forschung zur Recyclingindustrie für Lithiumbatterien

Mit der stetig steigenden Anzahl neuer Energiefahrzeuge wird die große Nachfrage nach Lithiumbatterien mit industriellen Möglichkeiten für die Rückgewinnung von Lithiumbatterien und die Nutzung von Staffeln einhergehen. Die Entwicklung der Industrien zur Rückgewinnung von Lithiumbatterien und zur Nutzung von Staffeln ist notwendig (Vermeidung von Umweltverschmutzung und Verschwendung von Ressourcen). Es ist auch von beträchtlicher Wirtschaftlichkeit.

Den Ressourcen gebrauchter Lithiumbatterien und ihrer Umweltbelastung wurde immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt

Steigende Nachfrage und Verschrottung von Lithiumbatterien

Im Jahr 2015 betrug die Gesamtleistung von Lithiumbatterien in China 47,13 GWh, wovon die Leistung von Kraftzellen 16,9 GWh betrug, was 36,07% entspricht. Verbrauch von Lithiumbatterien 23,69 GWh, was 50,26% entspricht; Lithium-Speicherbatterieproduktion von 1,73 GWh, was 3,67% entspricht.

Wir schätzen, dass der Bedarf an Lithiumbatterien bis 2020 125 GWh und das Schrottvolumen 32,2 GWh, etwa 500.000 Tonnen, erreichen wird. Bis 2023 wird das Schrottvolumen 101 GWh erreichen, ungefähr 1,16 Millionen Tonnen. Der große Strom-Lithium-Strommarkt wird von industriellen Möglichkeiten für die Rückgewinnung von Lithiumbatterien und die nachgelagerte Staffelnutzung begleitet. Die Entwicklung der Rückgewinnung und Nutzung von Lithiumbatterien wird auch erhebliche wirtschaftliche Vorteile und Investitionsmöglichkeiten mit sich bringen und gleichzeitig Ressourcenverschwendung und Umweltverschmutzung vermeiden.

Im ersten Halbjahr 2016 erreichte Chinas Produktion und Verkauf von Neufahrzeugen 177.000 bzw. 170.000 und ist nach wie vor der weltweit größte Markt für Neufahrzeuge. Von Januar bis Februar waren Produktion und Umsatz aufgrund des Einflusses des Frühlingsfestivals und politischer Faktoren gering. Mit der Weiterentwicklung der politischen Anpassungen erreichten die neuen Energiefahrzeuge im ersten Halbjahr von März bis Juni schrittweise eine Wiederaufnahme des Wachstums und sprinteten im Juni auf 35.000 Einheiten. In der zweiten Juli- und Augusthälfte befinden sich die neuen Energiefahrzeuge in einem stabilen Zustand von rund 30.000 Einheiten und warten auf weitere Wachstumsdynamik.

Nach den Statistiken der China Automobile Association wurden im August 21.303 neue Energiefahrzeuge produziert und 18.054 Fahrzeuge verkauft, ein Anstieg um das 2,9-fache bzw. 3,5-fache, von denen 13.121 bzw. 12085 reine Elektrofahrzeuge pro Jahr waren. Steigerung gegenüber dem Vorjahr um das 3,8-fache und das 6,1-fache. Die Produktion und der Verkauf von Plug-in-Hybridfahrzeugen wurden mit 8182 bzw. 5969 Fahrzeugen um das 2-fache bzw. 1,6-fache gesteigert.

Gemäß den einschlägigen Richtlinien des Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie wurde der Subventionsstandard für rein elektrische Personenkraftwagen unter Berücksichtigung von Faktoren wie Skaleneffekt und technologischem Fortschritt von Jahr zu Jahr gesenkt. Nachdem die Regierung in der ersten Hälfte von 16 Jahren ihre Bemühungen um Kontrolle und Betrug verstärkt hatte, erwog sie außerdem, die Politik anzupassen und zu ändern.

Der Staat wird die Subventionspolitik in verschiedenen Aspekten verbessern, einen dynamischen Anpassungsmechanismus untersuchen und einrichten, die Produktstruktur anpassen und das fortgeschrittene Niveau subventionierter Produkte erhöhen.

Die Erhöhung der Ermittlungen und Entschädigungen der Regierung wird dazu beitragen, die Entwicklung der Branche zu standardisieren und die Motivation der unabhängigen Technologieforschung und -entwicklung sowie der industriellen Modernisierung des Unternehmens zu steigern. Es trägt auch dazu bei, einen übermäßigen Ausbau der Industriekapazitäten zu verhindern und das politische und institutionelle Umfeld für die Entwicklung der neuen Energiefahrzeugindustrie zu verbessern.

Die neue Energie-Autoindustrie wird sich in den nächsten 3 bis 5 Jahren noch in einem rasanten Entwicklungsstadium befinden. Der politische Wandel und die Anpassung der Industriestruktur sind der einzige Weg, um die industrielle Entwicklung gesünder und perfekter zu gestalten. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Elektrofahrzeugtechnologie und der kontinuierlichen Verbesserung der industriellen Konzentration wird sich die Branche auch in Zukunft rasant entwickeln.

Unter Berücksichtigung von Faktoren wie Änderungen der Subventionsfaktoren, der Anzahl der Lade- und Umschaltanlagen, des Preisunterschieds bei Öl und Strom sowie der Leistung elektrischer Produkte erstellen wir die folgenden Prognosen, wie in Abbildung 4 dargestellt:

Die Nachfrage und die Schrottmenge von Power-Batterien hängen nicht nur eng mit der neuen Leistung neuer Energiefahrzeuge zusammen, sondern auch mit dem Anteil verschiedener Modelle, dem Übertragungstrend von Batterietechnologierouten, der Lebensdauer verschiedener Power-Zellen und der Lebensdauer verschiedener elektrischer Modelle. Die aktuellen Durchschnittsstandards in der Branche lauten wie folgt: Diese können als hypothetische Bedingung für die Vorhersage des Bedarfs an Kraftzellen und des End-of-Life verwendet werden:

Die durchschnittliche Masse verschiedener Leistungsbatterien beträgt: 275 kg für Plug-in-Personenkraftwagen, 235 kg für Plug-in-Nutzfahrzeuge, 550 kg für rein elektrische Personenkraftwagen und 1900 kg für rein elektrische Nutzfahrzeuge;

Nach den Statistiken der Autobahnabteilung beträgt die durchschnittliche jährliche Kilometerleistung von Autos und leichten Fahrzeugen 50.000 km, 40.000 km für mittelgroße Fahrzeuge und 30.000 km für schwere Fahrzeuge. Unter den gleichen Fahrbedingungen beträgt die Lebensdauer einer rein elektrischen Pkw-Batterie etwa 4 bis 6 Jahre. Die rein elektrischen Nutzfahrzeuge haben viele tägliche Fahrten, lange Kilometer und häufiges Laden. Die Lebensdauer ihrer Kraftzellen beträgt ca. 2-3 Jahre.

Gegenwärtig beträgt die durchschnittliche Lebensdauer von Personenkraftwagen in China 12 bis 15 Jahre, die obligatorische Lebensdauer von Nutzfahrzeugen 10 Jahre und Elektrofahrzeuge ersetzen Leistungsbatterien mindestens zweimal in ihrer Lebensdauer Zyklus und aufgrund von Unsicherheiten (Unfälle, menschliche Ursachen usw.). Der Lebenszyklus der Leistungszelle wird sich weiter ändern.

Nach unseren Berechnungen wird die Schrottkapazität von Lithiumbatterien in Nutzfahrzeugen (basierend auf der Annahme einer Batterielebensdauer von drei Jahren) und Personenkraftwagen (5 Jahre) im Jahr 2020 27 GWh bzw. 4,2 GWh und im Jahr 2023 84 GWh bzw. 17,5 GWh erreichen

Schätzungen zufolge wird das Ausmaß des Marktes, der durch die Rückgewinnung von Kobalt, Nickel, Mangan, Lithium, Eisen und Aluminium aus gebrauchten Lithiumbatterien entsteht, 2018 ausbrechen und 5,2 Milliarden Yuan erreichen, 2020 13,6 Milliarden Yuan erreichen wird 2023 30 Milliarden Yuan überschreiten.

Wenn diese Batterien aufgrund der Entwicklung der neuen Energie-Automobilindustrie nicht ordnungsgemäß entsorgt werden, verursachen sie eine größere Umweltverschmutzung. Darüber hinaus weisen die Altlithiumionenbatterien erhebliche Ressourceneigenschaften auf. Im Folgenden werden die technische Machbarkeit und Kostenökonomie der Lithium-Ionen-Batterierückgewinnung analysiert.

Die Abfallstrom-Lithiumbatterien weisen signifikante Ressourceneigenschaften auf, von denen Kobalt und Lithium den höchsten potentiellen Wert haben

Die positiven, negativen, Membran-, Elektrolyt- und anderen Materialien, aus denen die Lithiumionenbatterie besteht, enthalten eine große Anzahl wertvoller Metalle. Die Valenzmetallkomponenten, die in den positiven Elektrodenmaterialien von Lithiumbatterien unterschiedlicher Leistung enthalten sind, sind unterschiedlich, und die potenziell wertvollsten Metalle umfassen Kobalt, Lithium und Nickel. Beispielsweise beträgt der durchschnittliche Lithiumgehalt in ternären Batterien 1,9%, 12,1% Nickel und 2,3% Kobalt; Darüber hinaus erreichte der Anteil der Kupfer- und Aluminiumkomponenten 13,3 Prozent und 12,7 Prozent, was bei ordnungsgemäßer Wiederverwertung eine wichtige Quelle für Einkommensgenerierung und Kostensenkung darstellen würde.

Kobalt ist ein silbergrau glänzendes Metall, das formbar und ferromagnetisch ist. Aufgrund seiner guten Hochtemperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und magnetischen Eigenschaften wird Kobalt in der Luft- und Raumfahrt, in der mechanischen Fertigung, in der Elektrik und Elektronik, in der Chemie, in der Keramik und in anderen Industriebereichen weit verbreitet eingesetzt. Es ist eine Hochtemperaturlegierung, eine Zementlegierung, ein Keramikpigment, ein Katalysator und eine Batterie. Einer der wichtigsten Rohstoffe.

Kobaltressourcen sind hauptsächlich mit Kupferkobalterz, Nickelkobalterz, Arsenkobalterz und Pyriterzvorkommen verbunden. Es gibt nur sehr wenige unabhängige Kobaltmineralien und relativ wenige Landressourcen. Unterwassermanganknollen sind wichtige langfristige Ressourcen für Kobalt. Die Rückgewinnung von recyceltem Kobalt ist auch eine der wichtigsten Quellen für Kobaltressourcen. USGS-Daten zufolge produzierte die Welt im Jahr 2015 123.800 Tonnen Kobalterz, und die Demokratische Republik Kongo produzierte 63.000 Tonnen Kobalterz, was mehr als 50% der Gesamtmenge entspricht. China produzierte nur 7.700 Tonnen Kobaltmetall, was 6,2% der Gesamtmenge entspricht.

Das Projekt zur Erweiterung der Kobaltmine umfasst: Etoile LeachSX-EWplant in der Demokratischen Republik Kongo im Jahr 2016, Nova Nickel in Australien, ldaho Cobalt in den USA und Northmet, Phase 1 usw. mit einer neuen Gesamtkapazität von 7.235 Tonnen; 2017 gibt es weniger neue Projekte. Nur Kanadas NICO und Sambias Cobaltreview usw. haben insgesamt 2.215 Tonnen neue Produktionskapazität hinzugefügt. 2018 wurden die neuen Minen in Gladstone Nickel (Australien) und Project Minier (Kongo) in Betrieb genommen und eine Gesamtkapazität von 9.600 Tonnen hinzugefügt.

Zu den Projekten zur Reduzierung der Kobaltmine gehören die Projekte Katanga und Mopani in Glencore sowie die Mine Votorantim Metais in Brasilien mit einer geschätzten Reduzierung von 5.200 Tonnen Metall. Da die Kupfer- und Nickelpreise auch in Zukunft weiter sinken, ist nicht auszuschließen, dass auch andere große Bergleute dem Lager zur Produktionsreduzierung beitreten werden.

Die Kobaltpreise befanden sich Mitte 2016 am Wendepunkt und werden voraussichtlich in den nächsten zwei Jahren in einem engen Angebotsgleichgewicht bleiben, da die Nachfrage nach Kobalt im ersten Halbjahr 2016 durch das schnelle Wachstum des Marktes für Lithiumbatterien und die Erwartungen gestiegen ist der reduzierten Produktion in großen Minen. Auf dem Weltmarkt konzentrieren sich 42 Prozent des Kobaltbedarfs auf Lithiumbatterien, gefolgt von Superlegierungen (16 Prozent) und Hartmetall (10 Prozent). Auf dem chinesischen Markt machen Batteriematerialien bis zu 69% aus. Mit der allmählich deutlichen Nachfrage nach neuen Energiefahrzeugen nachgelagert haben die inländischen Hersteller von Strombatterien ihre Produktionskapazität von 2016 bis 2017 erweitert, und die Nachfrage nach Kobalt wird weiter steigen. Daher wird auch die Rückgewinnung und Wiederverwendung von Kobalt aus gebrauchten Batterien zunehmend wirtschaftlicher.

Lithium wird häufig als Element in Lithiumbatterien mit Stromversorgung verwendet. Seine Verwendung ist sehr umfangreich und der Preis für Lithiumcarbonat auf dem Markt steigt ständig. Die Nachfrage nach neuen Energiefahrzeugen, insbesondere die Ausweitung der Nachfrage nach neuen Energiefahrzeugen, und die Schwierigkeit der Freisetzung von Versorgungskapazitäten. Der Preis für Lithiumcarbonat Immer mehr Unternehmen beginnen, auf die wirtschaftlichen Vorteile des Recyclings von Lithiumbatterien zu achten.

Lithiumressourcen sind in der Natur weit verbreitet. Die Hindernisse für den Extraktionsprozess von Lithiumressourcen sind jedoch relativ hoch. Daher ist das Muster von Angebot und Nachfrage relativ stabil. In den letzten Jahren umfassten die Veränderungen auf der Angebotsseite hauptsächlich: Vermehrung galaktischer Ressourcen (MtCatlin-Mine); SQM gründete ein Joint Venture-Unternehmen zur Entwicklung von 40.000 Tonnen Cauchari-Olaroz-Projekt in Salt Lake, Argentinien. ALB hat die Zusammenarbeit mit lokalen chilenischen Unternehmen verstärkt. Im Jahr 2020 sollen in Chile drei Lithiumsalzwerke mit einem Gesamtvolumen von 70.000 Tonnen LCE entstehen.

Im Jahr 2015 machten Lithiumbatterien mehr als 50% des gesamten Lithiumbedarfs aus. Nach der Prognose von SQM wird das zusammengesetzte Wachstum der Lithiumnachfrage von 2016 bis 2025 8 bis 12% erreichen, wovon das zusammengesetzte Wachstum der Lithiumnachfrage nach Strom Lithium 18 bis 24% erreichen wird. Nach dieser Prognose wird die weltweite Nachfrage nach Lithium im Jahr 2025 490.000 Tonnen erreichen.

Die Vorstellung von TeslaModel 3 führte auch zu einem Anstieg der Nachfrage nach High-End-Lithiumhydroxid. Das von Tesla festgelegte Ziel besteht darin, das festgelegte Ziel für den Bau der Produktionskapazität von 500.000 Fahrzeugen pro Jahr und 35 Gwh / Jahr der Superbatterieanlage bis 2020 zu erreichen. Vorausgesetzt, 80% des Ziels können erreicht werden und der Lithiumcarbonatverbrauch beträgt 0,6 Tonnen / Jahr. kWh, der Lithiumbedarf beträgt 16.800 Tonnen (LCE). Diese Veranstaltung auf phänomenaler Ebene wird auch die Entwicklung der gesamten Branche fördern.

Gemessen am Verkaufsvolumen von ternären Materialien hat das Verkaufsvolumen von ternären Materialien auf dem Weltmarkt einen raschen Wachstumstrend von 12.000 Tonnen im Jahr 2009 auf mehr als 90.000 Tonnen im Jahr 2015 gezeigt, und die jährliche zusammengesetzte Wachstumsrate hat 40% erreicht. Nach der Analyse des Entwicklungstrends der künftigen ternären Materialunternehmen wird das Verhältnis der Produktionskapazität der führenden inländischen ternären Materialunternehmen in Zukunft auf einem hohen Niveau bleiben, und es wird erwartet, dass der Anteil der Produktionskapazität an der Spitze liegt Zehn Unternehmen werden in Zukunft bei mehr als 80% bleiben.

Gemessen an der Produktionskapazität von ternären Materialien wird erwartet, dass die Produktionskapazität für ternäres Material im Jahr 2016 71.000 Tonnen pro Jahr übersteigt und die jährliche Wachstumsrate der Verbindung von 2016 bis 2018 56% erreichen wird.

Lithiumcarbonat ist ein direktes Produkt, das aus Salzseen und Lithiumerzen gewonnen wird. Es ist ein Grundrohstoff für andere Lithiumprodukte. Lithiumhydroxid wird derzeit hauptsächlich zur Herstellung von ternären NCA-Materialien und ternären NCM-Materialien mit hohem Nickelgehalt verwendet. Die Nachfrage steigt mit der Nachfrage nach ternären Materialien.

Aufgrund der hohen Stabilität von Lithiumhydroxid wird während des Reaktionsprozesses keine Kohlenmonoxidinterferenz erzeugt, was zur Erhöhung der Feststoffdichte des Materials beiträgt. Im Vergleich zu Lithiumcarbonat eignet es sich besser als basisches Lithiumsalz für die Synthese dreigliedriger Kathodenmaterialien.

Lithiumhydroxid ist der Grundrohstoff für die Synthese von lithiumreichen Mangan-positiven Elektrodenmaterialien. Lithiumreiches Kathodenmaterial auf Manganbasis xLi2MnO3? (1-x) LiMO2 hat eine hohe spezifische Kapazität (200 ~ 300 mAh / g) und kann die Anforderungen für die Verwendung von Lithiumbatterien in kleinen elektronischen Produkten und Elektrofahrzeugen gut erfüllen. Es ist das vielversprechendste positive Elektrodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien der nächsten Generation.

Lithiumcarbonat wird in China hauptsächlich aus Lithiumpyroxen gewonnen. Es werden die Sulfatmethode und die Kalksteinbackmethode verwendet. Die höheren Kosten betragen etwa 2,2 bis 32.000 Yuan pro Tonne. Eine kleine Menge Lithiumcarbonat wird aus Salt Lake Sole extrahiert. Angesichts des relativ hohen Magnesiumlithiums in Salt Lake und der schlechten Salzqualität in China werden Kalzinierungs- und Lösungsmittelextraktionsmethoden angewendet. Die Kosten sind niedriger als die der Erzgewinnung, aber immer noch höher als die der ausländischen Salzseen. Lithiumkosten, und die Ausbeute ist aufgrund schlechter Produktionsbedingungen begrenzt.

In anderen Ländern wie Alberta und SQM in den USA, dem Yinfeng Salt Lake und dem Zhiliataqiama Salt Lake, wird hauptsächlich Verdunstungsniederschlag zur Extraktion von Lithiumcarbonat verwendet. Diese Methode ist mit 12.000 bis 19.000 Yuan pro Tonne die niedrigste Kosten und derzeit die gängige Methode zur Herstellung von Lithiumcarbonat.

Die Energiesparrate des Metallrecyclings liegt zwischen 70% und 90%. Wenn Batterien zum Recyceln von Rohstoffen zur Herstellung von Batterien verwendet werden, hat dies einen absoluten Vorteil bei der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung. In Anbetracht der Wirtschaftlichkeit der Wiederherstellung von Lithium-Ionen-Batterien müssen wir den gesamten Lebenszyklus der Batterie berücksichtigen. Batterierohstoffe sind hauptsächlich Nichteisenmetalle. Zwischen dem Energieverbrauch der chinesischen Nichteisenmetallindustrie und dem internationalen fortgeschrittenen Niveau besteht eine erhebliche Lücke. Der Energieverbrauch konzentriert sich hauptsächlich auf drei Bereiche: Bergbau, Schmelzen und Verarbeitung. Der Energieverbrauch des Nichteisenmetall-Rückgewinnungsprozesses ist jedoch viel geringer als der von Primärmetallen.

Nicht mehr genutzte Kraftzellen bedrohen die Umwelt und die menschliche Gesundheit und beeinträchtigen die nachhaltige Entwicklung der Gesellschaft

Mögliche Bedrohungen für die Umwelt und die menschliche Gesundheit durch gebrauchte Kraftzellen. Die bestehenden Behandlungsmethoden für gebrauchte Batterien umfassen hauptsächlich erstarrte Tiefvergrabungen, Lagerung in Abfallminen und Recycling. Gegenwärtig ist die Kapazität zum Recycling von Batterien in China jedoch begrenzt, und die meisten gebrauchten Batterien wurden nicht effektiv entsorgt. Wird eine potenzielle Bedrohung für die natürliche Umwelt und die menschliche Gesundheit darstellen.

Kraftzellen enthalten zwar keine giftigen Schwermetallelemente wie Quecksilber, Cadmium und Blei, verursachen aber auch Umweltverschmutzung. Wenn beispielsweise das Elektrodenmaterial in die Umgebung gelangt, können die positiven Metallionen der Batterie, der negative Kohlenstoffstaub, die starken Alkali- und Schwermetallionen im Elektrolyten eine starke Umweltverschmutzung verursachen, einschließlich einer Erhöhung des pH-Werts des Bodens Bei unsachgemäßer Handhabung können giftige Gase entstehen.

Darüber hinaus können in Kraftzellen enthaltene Metalle und Elektrolyte gesundheitsschädlich sein. Zum Beispiel kann Kobalt Symptome wie Darmstörungen, Taubheit und Myokardischämie verursachen.

Das Thema Energiezellenrecycling hat die nachhaltige Entwicklung der Gesellschaftswirtschaft beeinflusst. Elektrofahrzeuge haben den Vorteil, mit Umweltverschmutzung und Energieknappheit fertig zu werden. Wenn die Strombatterie nach ihrer Stilllegung nicht effektiv recycelt werden kann, führt dies zu Umweltverschmutzung und Ressourcenverschwendung, was der ursprünglichen Absicht, Elektrofahrzeuge zu entwickeln, widerspricht. Für Unternehmen ist das Recycling von Power-Batterien eine große Geschäftsmöglichkeit. Nach dem Recycling können die Batteriehersteller Rohstoffkosten sparen. Darüber hinaus hängt das Recycling von Power-Batterien auch mit dem Aufbau einer kohlenstoffarmen Wirtschaft und einer umweltfreundlichen Gesellschaft durch die Regierung zusammen.

Analyse des Wiederherstellungskanals und des Geschäftsmodells für Lithiumbatterien

Gegenwärtig sind die Recyclingkanäle kleiner Werkstätten die wichtigsten und werden mit der Erweiterung des Maßstabs standardisiert.

Der Lebenszyklus von Kraftzellen umfasst Produktion, Verwendung, Schrott, Zersetzung und Wiederverwendung. Zusätzlich zu dem Rückgang der chemischen Aktivität nach dem Ausscheiden hat sich die interne chemische Zusammensetzung der Batterie nicht geändert, mit der Ausnahme, dass ihre Lade- und Entladeleistung nicht den Leistungsanforderungen des Fahrzeugs entsprechen kann, sondern an Orten eingesetzt werden kann, an denen die Leistungsanforderungen von Das Auto ist niedriger. Die Staffelnutzung von Kraftzellen ist somit zu einer der am meisten erforschten Recyclingmethoden in der Branche geworden. Nachdem die Batterie entfernt wurde, wird sie in Energiespeichern oder verwandten Basisstationen für die Stromversorgung, Straßenlaternen und langsamen elektrischen Körpern verwendet und gelangt schließlich in das Recyclingsystem. Das Geschäftsmodell steht jedoch auch vor profitablen Überlegungen, die Kanäle und Technologie betreffen.

Wie oben erwähnt, kann das Recycling von Lithiumbatterien in zwei zyklische Prozesse unterteilt werden: (1) Echelon-Nutzung: hauptsächlich zur Reduzierung der Batteriekapazität, damit die Batterie nicht richtig funktioniert, die Batterie selbst jedoch nicht verschrottet wird und immer noch verschrottet werden kann auf andere Weise verwendet werden. Verwenden Sie zum Beispiel weiterhin Stromspeicher. (2) Demontage und Recycling: Sie zielen hauptsächlich auf den schwerwiegenden Verlust der Batteriekapazität ab, wodurch es unmöglich wird, die Batterien weiter zu verwenden. Nur die Batterien werden für die Rückgewinnung erneuerbarer Ressourcen verwendet, die einen nützlichen Wert haben.

Die Recyclingkanäle für Lithiumbatterien sind hauptsächlich kleine Rückgewinnungswerkstätten. Es gibt weniger professionelle Recyclingunternehmen und staatliche Recyclingzentren, und das System muss neu organisiert werden. Gegenwärtig fließen die meisten gebrauchten Kraftzellen auf dem chinesischen Markt für das Recycling von Kraftzellen in kleine, renovierte Werkstätten, die nicht qualifiziert sind. Diese Unternehmen bleiben in ihrer technologischen Ausstattung zurück, aber wenn sie an reguläre Unternehmen geschickt werden, die gesetzlich zur Zahlung von Steuern registriert sind, werden sie gemäß den nationalen Standards qualifiziert und entlassen. Es ist notwendig, die Politik weiter zu verbessern, um die nachhaltige Entwicklung der Batterierecyclingindustrie sicherzustellen.

Kleine Recyclingwerkstätten: Niedrige Recyclingkosten können die Recyclingpreise erhöhen, und hohes Recycling ist ihr größter Wettbewerbsvorteil. Nachdem diese kleinen Werkstätten recycelt wurden, wurden nur die alten Kraftzellen einfach repariert und neu verpackt und flossen dann zurück auf den Markt, was die normale Ordnung des Kraftzellenmarktes störte. Da diese kleinen Werkstätten keine relevanten Qualifikationen haben, sind sie außerdem Sicherheitsrisiken und Umweltschutzproblemen ausgesetzt.

Professionelles Recyclingunternehmen: Das professionelle Recyclingunternehmen ist ein staatlich zugelassenes Spezialunternehmen für das Recycling gebrauchter Batterien. Umfassende Festigkeit, fortschrittliche Technologie und Ausrüstung sowie Prozessspezifikationen können nicht nur das Recycling der verfügbaren Ressourcen maximieren, sondern auch die Auswirkungen auf die Umwelt verringern. Derzeit gehören zu Chinas spezialisierten Unternehmen für das Recycling von Strombatterien Shenzhen Green America, die Bangpu-Recyclingtechnologie, die Chaowei Group und der Umweltschutz von Fangyuan. Obwohl es im Bereich des Recyclings von Lithiumbatterien immer mehr Unternehmen gibt, mangelt es derzeit an staatlicher Systemunterstützung und politischen Anreizen.

Staatliche Recyclingzentren: Die lokalen Regierungen richten gemäß den einschlägigen nationalen Gesetzen nationale Recyclingzentren ein, die eine wissenschaftliche und standardisierte Verwaltung des Batterierecyclingmarktes, die Verbesserung der Rückgewinnungsnetze, eine rationelle Verteilung der Rückgewinnungsnetze und der Rückgewinnungsmärkte sowie eine Steigerung der Rückgewinnung fördern Volumen der formalen Kanäle. Gegenwärtig gibt es in China kein staatliches Recyclingzentrum für Strombatterien, aber in Zukunft können wir uns dafür entscheiden, uns entsprechend der Realität unseres Landes zu entwickeln.

Die Batterierecyclingindustrie in Industrieländern wird von Marktregulierungen dominiert und durch staatliche Zwänge ergänzt

Deutschland: Regierungsgesetzgebung zum Recycling, Hersteller tragen die Hauptverantwortung, Einrichtung eines Fonds zur Verbesserung des marktorientierten Recyclingsystems.

Die EU-Abfallrahmenrichtlinie (2008/98 / EG) und die Batterierecyclingrichtlinie (2006/66 / EG) bilden die Rechtsgrundlage für die deutschen Vorschriften zum Batterierecycling. Nach den Recyclingbestimmungen müssen Hersteller, Verkäufer, Recycler und Verbraucher in der Batterieindustrie entsprechende Verantwortlichkeiten und Verpflichtungen für die Rückgewinnung haben. Zum Beispiel müssen Batteriehersteller bei der Regierung registriert sein, die Hauptverantwortung für die Wiederherstellung übernehmen und Verkäufer müssen mit Batterieherstellern zusammenarbeiten. Bei der Batterierückgewinnung müssen Endverbraucher verbrauchte Batterien an das dafür vorgesehene Recycling-Netzwerk zurückgeben.

Darüber hinaus hat Deutschland ein Recycling-System für gebrauchte Batterien unter Verwendung von Geldern und Einlagemechanismen eingerichtet, mit dem gute Ergebnisse erzielt wurden. Das Recyclingsystem wird vom GRS-Fonds betrieben, der gemeinsam von Batterieherstellern und dem Verband der Hersteller elektronischer Geräte eingerichtet wurde. Es ist die größte Organisation für das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien in Europa. Die Organisation begann im Jahr 2010 mit dem Recycling von Industriebatterien. Zukünftig werden auch Batterien für Elektrofahrzeuge in das System aufgenommen, um das Recycling von Kraftzellen zu recyceln und aktiv durchzuführen.

Im Jahr 2015 haben die Bosch Group, BMW und Wattenford ein Kooperationsprojekt zur Wiederverwendung von Kraftzellen gestartet. Das Projekt verwendet stillgelegte Batterien von BMW ActiveE und i3 für reine Elektrofahrzeuge, um ein großes Energiespeichersystem für Photovoltaik-Kraftwerke mit 2 MW / 2 MWh zu bauen. Das Energiespeichersystem wird von der Firma Wattenford betrieben und gewartet. Das Projekt wird in Berlin gebaut und voraussichtlich Ende 2015 in Betrieb gehen.

Japan: Die Produktionsmethode ändert sich allmählich zum "Recycling" -Modell, und Unternehmen beteiligen sich als Pioniere an der Batterierückgewinnung.

1994 begannen japanische Batteriehersteller mit der Umsetzung eines Recycling-Batterieprogramms. Basierend auf den freiwilligen Bemühungen jedes Teilnehmers nutzten sie das Servicenetz von Einzelhändlern, Autohändlern oder Tankstellen, um gebrauchte Batterien von Verbrauchern zu recyceln. Der Recyclingweg ist das Gegenteil des Verkaufsweges.

Seit dem Jahr 2000 hat die Regierung festgelegt, dass die Hersteller für die Rückgewinnung von Nickel-Metallhydrid- und Lithiumbatterien sowie für ein produktorientiertes Design auf der Grundlage der Ressourcenrückgewinnung verantwortlich sein sollten. Nachdem die Batterie wiederhergestellt wurde, wird sie zur Behandlung an das Batterieherstellungsunternehmen zurückgegeben. Die Regierung gewährt dem Produktionsunternehmen entsprechende Subventionen, um die Begeisterung des Unternehmens für das Recycling zu steigern.

Darüber hinaus sind viele japanische Unternehmen auch am Recycling von Batterien beteiligt. Das japanische Unternehmen und die Sumitomo Corporation haben 4RENGE Co., Ltd. gegründet, die sich dem Recycling und der Verwendung von Lithiumbatterien für Elektrofahrzeuge verschrieben hat. Honda entwickelt Technologien zur Gewinnung von zurückgewonnenen Edelmetallen aus Batterien und arbeitet mit anderen Metallherstellern zusammen, um das Recycling von Ressourcen zu fördern. Sanyo hat den Weg für das Recycling von Batterien untersucht und entwickelt und das Recycling und die Wiederverwendung von wiederaufladbaren Batterien aktiv durchgeführt.

Große japanische Kommunikationsunternehmen haben außerdem eine gemeinsame Initiative zur Förderung des autonomen Recyclings von Lithiumbatterien ins Leben gerufen. Sie erklären, dass sie dafür verantwortlich sind, das Recycling von Lithiumbatterien zu fördern und die Rückgewinnungsrate von Lithiumbatterien erheblich zu erhöhen.

USA: Der Markt ist hauptsächlich reguliert. Die Regierung reguliert und verwaltet dies durch die Festlegung von Umweltschutzstandards, um die Rückgewinnung gebrauchter Kraftzellen zu unterstützen.

Die Vereinigten Staaten haben die American Rechargeable Battery Recycling Corporation (RBRC) und die American Portable Rechargeable Battery Association (PRBA) auf dem US-amerikanischen Markt gegründet, um die Öffentlichkeit kontinuierlich zu informieren, die Öffentlichkeit für den Umweltschutz zu sensibilisieren und die Öffentlichkeit zur Zusammenarbeit mit der Recycling gebrauchter Batterien. Zum Schutz der natürlichen Umwelt.

RBRC ist eine gemeinnützige gemeinnützige Organisation, die hauptsächlich das Recycling von wiederaufladbaren Batterien wie Nickel-Chrom-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien und kleinen versiegelten Bleibatterien fördert. PRBA ist ein gemeinnütziger Batterieverband, der sich aus verbundenen Batterieunternehmen zusammensetzt. Hauptziel ist die Entwicklung von Wiederherstellungsplänen und Maßnahmen zur Förderung des Recyclings von Industriebatterien.

RBRC bietet drei Programme zum Sammeln, Transportieren und Wiederverwenden gebrauchter wiederaufladbarer Batterien. Einschließlich (1) Recyclingprogramme für den Einzelhandel; (2) Recyclingprogramme der Gemeinschaft; (3) Recyclingprogramme für Unternehmen und den öffentlichen Sektor.

Die Portable Rechargeable Battery Association (PBRC) umfasst hauptsächlich drei Aspekte: (1) US-DOT-Vorschriften für Lithium-Ionen-Batterien, Lithium-Metall-Batterien und damit verbundene Vorschriften während des Transports; (2) Rückruf von Notebook- und Mobiltelefonbatterien durch CPSC; (3) Die wichtigsten Gesetze und Vorschriften für Batterien.

Im akademischen Bereich führte die University of California im Davis-Forschungszentrum für Hybrid-Elektrofahrzeuge im Jahr 2010 auch Untersuchungen zur Sekundärverwendung und Wertanalyse von Lithiumbatterien durch. Die Forschung umfasst spezifische Anforderungen an die Batterieleistung in 4 bis 5 Bereichen der Wiederverwendung von Batterien sowie Produktforschung Entwicklung von Energiespeichersystemen für Privathaushalte (HESA) sowie Methoden zur Bewertung des Gesamtwerts von Batterien (die Summe des Werts von Elektrofahrzeugen und Sekundärnutzungsfeldern). System.

China hat das erweiterte System der Herstellerverantwortung eindeutig übernommen. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Richtlinien wird die Branche allmählich standardisiert

Derzeit ist Chinas derzeitige Situation: Die Entwicklung der Technologie zum Recycling von Energiebatterien ist relativ ausgereift, aber das Management ist relativ rückständig, was die Entwicklung der Recyclingindustrie für Energiebatterien behindert. Die wichtigsten Erscheinungsformen sind:

(1) Das Wiederherstellungsnetzwerk ist nicht funktionsfähig. Das Recycling-Netzwerk besteht hauptsächlich aus kleinen und mittleren Recyclingunternehmen, und es ist schwierig, ein effektives Recycling zu erreichen.

(2) Das Recyclingunternehmen ist klein, die Prozessebene ist nicht solide und es ist schwierig, die Effizienz der Ressourcenrückgewinnung sicherzustellen.

(3) Es gibt Unternehmen, die illegal gebrauchte und Altbatterien ohne Betriebsgenehmigung recyceln, was Sicherheits- und Umweltschutzrisiken mit sich bringt.

Mit dem kontinuierlichen Wachstum der Produktion und des Verkaufs von Fahrzeugen mit neuer Energie wird das Recycling und die Verwendung von Batterien für Elektrofahrzeuge immer wichtiger. Nationale und lokale Regierungen haben nacheinander Richtlinien erlassen, um den Prozess des Aufbaus eines gutartigen industriellen Ökosystems zu beschleunigen.

Im Juli 2012 wurde im "Entwicklungsplan für die Energieeinsparung und die Entwicklung neuer Energiefahrzeuge" klar vorgeschlagen, "Managementmaßnahmen für das Recycling von Strombatterien zu formulieren, ein System zur Nutzung und Wiederherstellung von Strombatterien einzurichten und die Hersteller von Strombatterien zu leiten, um die Rückgewinnung und Nutzung zu stärken Förderung der Entwicklung spezialisierter Batterierecyclingunternehmen. "

Im Juli 2014 schlug das Generalbüro der Leitmeinungen des Staatsrates zur Beschleunigung der Förderung und Anwendung neuer Energiefahrzeuge vor, Richtlinien für das Recycling von Kraftzellen zu untersuchen und zu formulieren, die Verwendung von Geldern, Lagerstätten und das obligatorische Recycling zu untersuchen, um die Rückgewinnung von Kraftstoffen zu fördern gebrauchte Kraftzellen und ein solides Recycling-System für gebrauchte Kraftzellen einrichten.

Im März 2015 wurde in den "Standardbedingungen für die Automobilbatterieindustrie" festgelegt, dass Systemunternehmen gemeinsam einen Betriebsplan für die Rückgewinnung, Behandlung und Wiederverwendung gebrauchter Leistungsbatterien prüfen und formulieren sollten.

Im Januar 2016 haben das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie, die Entwicklungs- und Reformkommission, das Ministerium für Umweltschutz, das Handelsministerium sowie die fünf Ministerien und Kommissionen der Allgemeinen Verwaltung für Qualitätsüberwachung und -inspektion gemeinsam die "Technische Politik" herausgegeben über die Rückgewinnung und Nutzung von Elektrofahrzeugbatterien (Ausgabe 2015) ", die eindeutig ein Codierungssystem für Leistungszellen und ein Rückverfolgungssystem etablierten. Wir werden eindeutig ein erweitertes System zur Herstellerverantwortung einführen, bei dem die Hersteller von Elektrofahrzeugen die Hauptverantwortung für das Recycling und die Verwendung gebrauchter Batterien von Elektrofahrzeugen tragen und die Hersteller von Kraftbatterien die Hauptverantwortung für das Recycling und die Verwendung gebrauchter Batterien außerhalb der USA tragen Kundendienstsystem von Elektrofahrzeugherstellern. Stufenbatterieproduktionsunternehmen tragen die Hauptverantwortung für das Recycling und die Verwendung von Kaskadenbatterien. Die Recycling- und Demontageunternehmen von Altfahrzeugen sind für die Rückgewinnung von Batterien für Altfahrzeuge verantwortlich. In Bezug auf Anreize wird der Staat die Technologieforschung und -entwicklung sowie den Ausrüstungsimport von Staffel- und Recyclingunternehmen im Rahmen bestehender Finanzierungskanäle unterstützen. In Bezug auf technologische Forschung und Entwicklung unterstützt der Staat die Entwicklung von Recyclingtechnologien und -geräten für Leistungsbatterien.

Im Februar 2016 gab das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie die "Standardbedingungen für die Industrie zur umfassenden Nutzung gebrauchter Batterien neuer Energiefahrzeuge" und die "vorläufigen Maßnahmen zur Bekanntgabe und Verwaltung des Industriestandards für die umfassende Nutzung" heraus of Used Power Batteries of New Energy Vehicles ", um die Verantwortlichen für die Rückgewinnung gebrauchter Batterien zu klären und das Branchenmanagement und die Überwachung der Rückgewinnung zu stärken.

Im Februar 2016 wurde der Entwurf der "Technischen Richtlinie zur Verhütung und Bekämpfung der Verschmutzung durch Altbatterien" veröffentlicht. Die Höhepunkte der neuen Politik in Bezug auf Lithiumbatterien sind: 1) Der Geltungsbereich von Altbatterien umfasst neu entstehende Lithiumbatterien, Solarzellen und Brennstoffzellen, und die Haltung gegenüber Batterierecyclinganlagen hat sich von umsichtig konservativ zu Befürwortung und Förderung geändert. 2) Es ist klar, dass Recyclingunternehmen für Lithium-Ionen-Batterien eine Lizenz für die Entsorgung gefährlicher Abfälle besitzen müssen, bevor sie betrieben werden können, und verwandte Umweltschutzunternehmen werden mehr Qualifikationsvorteile haben. 3) Förderung der Entwicklung von Geräten zur umgekehrten Demontage wie Lithium-Primärbatterien, Leistungsbatterien, energiespeicherbatterien, Membranen von Lithium-Ionen-Batterien und neuen Technologien wie Metallprodukten und Geräten zum Recycling von Elektrodenmaterial.

Viele Kommunalverwaltungen in China fördern nicht nur die Unterstützung auf nationaler politischer Ebene, sondern prüfen auch aktiv spezifische Möglichkeiten zur Umsetzung des Recyclings und der Wiederverwendung von Lithiumbatterien:

Shanghai: Im Jahr 2014 gab Shanghai die "vorläufigen Maßnahmen zur Förderung des Kaufs und der Nutzung neuer Energiefahrzeuge in Shanghai" heraus, in denen die Automobilunternehmen aufgefordert werden, Strombatterien zu recyceln, und die Regierung wird eine Belohnung von 1.000 Yuan / Satz gewähren. Die Regierung wird 1.000 Yuan / Set für das Recycling von Power-Batterien subventionieren.

Guangzhou: Im November 2014 schlug das "Rundschreiben des Generalbüros der Volksregierung der Stadt Guangzhou zur Erteilung vorläufiger Maßnahmen zur Verwaltung der Förderung und Anwendung neuer Energiefahrzeuge in Guangzhou" die Einrichtung eines Recyclingkanals für Fahrzeugbatterien vor in der Stadt und das Recycling von Power-Batterien gemäß den einschlägigen Anforderungen.

Peking: Am 27. Januar 2016 fand in Peking das Forum zu den künftigen Entwicklungstrends des Automobilmarktes unter dem Motto "Kooperation, Innovation und Entwicklung" statt. Xuxinchao, Direktor der Shuangxin-Abteilung der Pekinger Kommission für Wissenschaft und Technologie, sagte auf dem Forum: Peking hat die von der Zentralregierung vorgeschlagene "3 No Policy" für neue Energiefahrzeuge umgesetzt, die nicht auf Linien, unbegrenzten Kauf beschränkt sind. und nicht steuerpflichtig; Gleichzeitig kann Pekings Problem des Recycling von Strombatterien durch die "drei Verbindungen" effektiv gelöst werden. (1) Automobilunternehmen sind die erste zuständige Stelle für die Rückgewinnung von Batterien. (2) Leistungszellen im Ruhestand können auch Schritt für Schritt verwendet werden. (3) Dank technologischer Innovationen konnten gebrauchte Batterien zu 99 Prozent recycelt werden, was umweltverträglich ist.

Shenzhen: Im Jahr 2015 veröffentlichte Shenzhen die "Mitteilung der Volksregierung der Stadt Shenzhen über die Veröffentlichung und Veröffentlichung bestimmter Richtlinien und Maßnahmen zur Förderung und Anwendung neuer Energiefahrzeuge in Shenzhen", aus der hervorgeht, dass die Formulierung einer Leistungsbatterie erforderlich ist Recyclingpolitik. Fahrzeughersteller sind für das obligatorische Recycling von Energiebatterien für neue Energiefahrzeuge verantwortlich. Darüber hinaus wird das Fahrzeughersteller gemäß dem Sonderplan von 20 Yuan pro Kilowattstunde Mittel zur Rückgewinnung und Behandlung von Strombatterien beschaffen, und die lokale Regierung wird Subventionen von bis zu 50% der geprüften Mittel bereitstellen und ein solides Recycling einrichten System für gebrauchte Kraftzellen.

Im September 2016 gaben die Stadtentwicklungs- und Reformkommission von Shenzhen und das Finanzkomitee der Stadtverwaltung die "Finanzielle Unterstützungsrichtlinie von Shenzhen 2016 für die Förderung und Anwendung neuer Energiefahrzeuge" heraus. Im Bereich des Kraftwerkszellenrecyclings schreiben die neuen Vorschriften vor, dass neue Energiefahrzeughersteller für das Recycling verantwortlich sind, und Unternehmen mit Subventionen in Höhe von 50 Prozent des Betrags werden Subventionen gewährt. Subventionen sollten für das Recycling von Kraftzellen vorgesehen werden.

Vergleich von Geschäftsmodellen: Aufbau eines Produzentenrecyclingsystems unter wirtschaftlichen Anreizen

Aus den Erfahrungen mit dem Batterierecycling in Industrieländern in Europa und den USA geht hervor, dass die Hersteller von Strombatterien bei der Einrichtung eines Recyclingsystems für gebrauchte Batterien die Hauptverantwortung für das Batterierecycling tragen. Wenn mit Kraftbatterien ausgestattete Elektrofahrzeuge zusammen an Verbraucher wie Betreiber, Gruppenkunden oder Einzelkunden verkauft werden, sind die Verbraucher im Besitz von Kraftbatterien und müssen auch für verschrottete Kraftbatterien bezahlen. Das Recycling-Netzwerk nach diesem Modell wird von den Herstellern von Kraftzellen mithilfe des Vertriebsnetzes der Hersteller von Elektroautos wieder aufgebaut. Die Hersteller von Elektroautos sind dafür verantwortlich, beim Recycling der in ihren Produkten verwendeten Kraftzellen zusammenzuarbeiten.

Der Hersteller hat die größte Kontrolle über den gesamten Lebenszyklus des Produkts, belegt eine Vielzahl von Ressourcen und ist für die Designstruktur des Produkts verantwortlich. Es kann gesagt werden, dass der Hersteller alle Informationen über das Produkt hat und den Grad der Auswirkung des Produkts auf die Umwelt bestimmt.

Der Recyclingprozess nutzt das Vertriebsnetz der Elektroautohersteller, um gebrauchte Batterien in der umgekehrten Logistik zu recyceln. Verbraucher geben Altbatterien an nahegelegene Verkaufsstellen für Elektrofahrzeuge zurück. Gemäß der Kooperationsvereinbarung zwischen Batterieherstellern und Elektrofahrzeugherstellern werden Elektrofahrzeughersteller zu vereinbarten Preisen für das spezialisierte Recycling an Batteriehersteller übertragen. Batteriehersteller können weiterhin wiedergewonnene Metallmaterialien verwenden.

Darüber hinaus müssen Verschrottungsunternehmen beim Recycling gebrauchter Elektrofahrzeuge gebrauchte Power-Batterien direkt an Power-Batteriehersteller verkaufen.

In Form des Recyclings hat die Einführung des "Alt für Neu" -Systems mehr Verbraucher dazu veranlasst, gebrauchte Batterien zurückzugeben und das Recycling von Power-Batterien sicherzustellen. Wenn Verbraucher neue Batterien ersetzen, können alte Batterien einen Teil des Preises für neue Batterien ausgleichen. Beim Recycling von Elektrofahrzeugen mit Power-Batterien sollten Unternehmen, die Altautos abbauen, den Verbrauchern eine gewisse Barabfindung gewähren und dann gebrauchte Power-Batterien an Hersteller von Power-Batterien verkaufen.

Das Modell des Recycling-Kraftwerks der Industrieallianz bezieht sich auf die Gründung von Kraftzellenherstellern, Elektroautoherstellern oder Batterievermietern in der Branche und investiert gemeinsam in den Aufbau einer spezialisierten Recyclingorganisation, die für die Rückgewinnung von Kraftzellen verantwortlich ist. Dieser Ansatz kann die Probleme unzureichender Mengen an recycelten Batterien, begrenzter Finanzierung und geringer Recyclingkanäle aufgrund der begrenzten Kapazität einzelner Unternehmen der Batteriehersteller vermeiden.

Das Hauptmerkmal dieses Modells ist die Einrichtung einer einheitlichen Recyclingorganisation in der Branche mit starkem Einfluss, umfassender Abdeckung und unabhängigem Betrieb. Das Recycling-Netzwerk ist riesig und es ist für Verbraucher einfach, Batterien zurückzugeben. Der Erlös aus dem Recycling wird für den Bau und Betrieb von Recycling-Netzwerken verwendet.

Recycling-Modell eines Drittanbieters: Aufbau eines Recycling-Netzwerks und eines zugehörigen Logistiksystems, das für das Recycling der Produktion gebrauchter Batterien durch beauftragte Unternehmen nach dem Verkauf verantwortlich ist und dann zum professionellen Recycling an das Recycling-Zentrum zurückgeschickt wird. Nach der endgültigen Verschrottung von Elektrofahrzeugen in das Automobilabbauunternehmen können Automobilabbauunternehmen gebrauchte Batterien an Dritte verkaufen.

Für die Einrichtung des Wiederherstellungsmodells müssen große Mittel in den Bau von Wiederherstellungsgeräten, Wiederherstellungsnetzwerken und Humanressourcen investiert werden. Die Kosten sind auch einer der wichtigen Faktoren. Im Rahmen des Systems der Erweiterung der Herstellerverantwortung sind verschiedene Modelle für das Recycling von Kraftzellen für verschiedene Arten von Unternehmen geeignet.

Für große Batteriehersteller sind ihre Produkte zahlreich, Produktion und Verkauf sind groß und sie haben eine starke technische und wirtschaftliche Stärke, um Batterien selbst zu recyceln. Für kleine und mittlere Unternehmen sind die Arten von Produkten, Produktion und Verkauf relativ gering, und ihr eigenes Recycling erfordert einen hohen Investitionsaufwand, der sich auf die Entwicklung des Kerngeschäfts des Unternehmens auswirkt, sodass sie sich für eine Zusammenarbeit mit anderen entscheiden können Organisationen zu recyceln.

Im Vergleich dazu ist die Kostendeckungsökonomie der Branchenallianz die beste, aber aufgrund der Notwendigkeit der Zusammenarbeit zwischen Unternehmen in der Branche sind die Gesetze und Vorschriften derzeit nicht sehr perfekt und die Funktionsfähigkeit ist relativ gering. In Bezug auf die integrierten Kosten sind die Kosten für das direkte Wiederherstellungsmodell für Hersteller von Leistungsbatterien niedriger, während die Kosten für das Wiederherstellungsmodell von Drittanbietern höher sind.

III. Resourcing-Technologie für gebrauchte Lithium-Ionen-Batterien: Wet Recovery-Technologie

Übersicht über die Lithium-Ionen-Batterierückgewinnungstechnologie

Die Ressourcentechnologie gebrauchter Lithium-Ionen-Batterien besteht darin, die wertvollen Komponenten gebrauchter Lithium-Ionen-Batterien nach ihren jeweiligen physikalischen und chemischen Eigenschaften zu trennen. Im Allgemeinen ist der gesamte Wiederherstellungsprozess in vier Teile unterteilt: (1) Vorbehandlungsteil; (2) Reparatur des Elektrodenmaterials; (3) Auswaschen von wertvollen Metallen; (4) Chemische Reinigung.

Im Recyclingprozess kann die Recyclingtechnologie von Lithium-Ionen-Batterien gemäß der Klassifizierung verschiedener Extraktionsprozesse in drei Kategorien unterteilt werden: (1) Trockenrückgewinnungstechnologie; (2) Nassrückgewinnungstechnologie; (3) Biotechnologie.

Die Trockenrückgewinnung umfasst hauptsächlich die mechanische Trennung und die thermische Hochtemperaturlösung (oder das metallurgische Hochtemperaturverfahren). Der Prozess der trockenen Erholung ist kurz und der Fokus der Erholung ist nicht stark. Es ist das Anfangsstadium der Metalltrennung und -rückgewinnung. Es bezieht sich hauptsächlich auf die Rückgewinnungsmethode von Materialien oder wertvollen Metallen ohne Verwendung von Lösung und anderen Medien. Es ist hauptsächlich durch das physikalische Trennverfahren und die thermische Hochtemperaturlösung, die grobe Screening-Klassifizierung der Batteriefragmentierung oder die Hochtemperaturzersetzung, um organisches Material zur weiteren Rückgewinnung von Elementen zu entfernen.

Die Nassrückgewinnungstechnologie ist relativ komplex, aber die Rückgewinnungsrate jedes wertvollen Metalls ist relativ hoch. Es ist derzeit die Technologie, die sich hauptsächlich mit gebrauchten Nickel-Metallhydrid-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien befasst. Die Nassrückgewinnungstechnologie verwendet eine Vielzahl von sauren und alkalischen Lösungen als Übertragungsmedium, um Metallionen von Elektrodenmaterialien auf Auslaugungsflüssigkeiten und dann durch Ionenaustausch, Ausfällung, Adsorption und andere Mittel zu übertragen. Metallionen werden aus der Lösung in Form von Salzen, Oxiden usw. Extrahiert.

Die biologische Recyclingtechnologie zeichnet sich durch niedrige Kosten, geringe Umweltverschmutzung und Wiederverwendbarkeit aus. Es ist eine ideale Richtung für die zukünftige Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie-Recycling-Technologie. Die biologische Rückgewinnungstechnologie verwendet hauptsächlich mikrobielle Auslaugung, um nützliche Komponenten des Systems in lösliche Verbindungen umzuwandeln und diese selektiv aufzulösen, um eine Lösung zu erhalten, die wirksame Metalle enthält, eine Trennung der Zielkomponenten von Verunreinigungskomponenten zu erreichen und schließlich Lithium und andere wertvolle Metalle wiederzugewinnen. Gegenwärtig steht die Forschung zur biologischen Rückgewinnungstechnologie erst am Anfang. Danach wird das Problem der Kultivierung hocheffizienter Stämme, der Länge des Zyklus und der Kontrolle der Auslaugungsbedingungen schrittweise gelöst.

Ausgehend von der Reihenfolge des Wiederherstellungsprozesses ist der erste Schritt der Vorbehandlungsprozess. Der Zweck des Vorbehandlungsprozesses besteht darin, zunächst die wertvollen Teile der alten Lithiumionenbatterie zu trennen und wiederzugewinnen und die Teile mit hoher Wertschöpfung wie Elektrodenmaterialien effizient und selektiv anzureichern, um den nachfolgenden Rückgewinnungsprozess zu erleichtern. Der Vorbehandlungsprozess kombiniert im Allgemeinen Fragmentierung, Mahlen, Sieben und physikalische Trennung. Die wichtigsten Vorbehandlungsmethoden umfassen: (1) Vorentladung; (2) mechanische Trennung; (3) Wärmebehandlung; (4) Laugenlösung; (5) Lösungsmittelauflösung; (6) Manuelle Demontage usw ..

Schritt 2: Materialtrennung. Die gemischten Elektrodenmaterialien mit positiven und negativen Polen wurden während der Vorbehandlungsphase erhalten. Um die wertvollen Metalle wie Co und Li abzutrennen und wiederzugewinnen, war eine selektive Extraktion der gemischten Elektrodenmaterialien erforderlich. Der Prozess der Materialtrennung kann auch unterteilt werden in: (1) Auswaschen anorganischer Säuren gemäß den Klassifizierungstechniken der Trockenrückgewinnung, Nassrückgewinnung und biologischen Rückgewinnung; (2) biologische Auswaschung; (3) Mechanische chemische Auslaugung.

Schritt 3: Chemische Reinigung. Der Zweck besteht darin, die verschiedenen Metalle mit hoher Wertschöpfung in der durch Auslaugen erhaltenen Lösung zu trennen, zu reinigen und zu recyceln. Das Sickerwasser enthält viele Elemente wie Ni, Co, Mn, Fe, Li, Al und Cu, unter denen Ni, Co, Mn und Li die wichtigsten zurückgewonnenen Metallelemente sind. Nach selektiver Ausfällung von Al und Fe durch Einstellen des pH-Werts werden die Elemente wie Ni, Co, Mn und Li im Sickerwasser verarbeitet und als nächstes gewonnen. Üblicherweise verwendete Rückgewinnungsverfahren umfassen chemische Fällung, Salzfällung, Ionenaustausch, Extraktion und galvanische Abscheidung.

Technologieroute und Trend der Wiederherstellung von Strombatterien in in- und ausländischen Unternehmen: Nassverfahren und Hochtemperaturpyrolyse als Mainstream

Vergleicht man den Recyclingprozess gebrauchter Power-Batterien ausländischer Mainstream-Batterie-Recycling-Unternehmen, so zeigt sich, dass der Recycling-Prozess von Mainstream-lithium-batterien hauptsächlich auf Nassprozessen und Hochtemperaturpyrolyse basiert und ein großer Teil davon bereits in die industrielle Produktionsstufe.

Das Recycling von Lithiumstrom ist wirtschaftlich, der Selbstdemontage- oder Demontagemodus von Batterieherstellern ist der derzeitige Mainstream

Seit 2015 werden die Preise für Kobalt, Nickel und Lithium / Lithiumhydroxid leicht steigen, da die neue Energieautoindustrie ausbricht und sich die Batteriematerialien in Richtung ternärer Materialien mit hohem Nickelgehalt ändern. Dies macht das Recycling gebrauchter Lithium-Ionen-Batterien wirtschaftlicher.

Die durchschnittliche jährliche Kilometerleistung von Privatwagen in China beträgt etwa 16.000 Kilometer. Es wird konservativ geschätzt, dass unter den Bedingungen von Privatwagen die Lebensdauer von Power-Batterien von reinen Elektro- / Plug-in-Autos etwa 4 bis 6 Jahre beträgt; Bei Bussen, Taxis und anderen Modellen beträgt die Lebensdauer der Akkus aufgrund ihrer langen durchschnittlichen Kilometerleistung und des häufigen Ladens 2 bis 3 Jahre.

Der Metallgehalt verschiedener Arten von Leistungsbatterien ist unterschiedlich. Nach unserer Prognose des Verhältnisses von Elektrofahrzeugen und der Lithiumkapazität von Fahrrädern wird die Abfallmeldung zukünftiger Lithium-Ionen-Batterien in China prognostiziert. Es wird erwartet, dass bis 2018 die Anzahl der neuen Kraftzellen, die verschrottet werden, 11,8 GWh erreichen wird, was rückgewinnbaren Metallen entspricht: 18.000 Tonnen Nickel, 0,3 Tonnen Kobalt, 11.200 Tonnen Mangan und 0,34 Millionen Tonnen Lithium. Es wird geschätzt, dass bis 2023 die Anzahl der neuen Kraftzellen, die verschrottet werden, 10,1 Gw erreichen wird, und die entsprechenden recycelbaren Metalle sind: 119.000 Tonnen Nickel, 23.000 Tonnen Kobalt, 71.000 Tonnen Mangan und 20.000 Tonnen Lithium.

Wir schätzen, dass die Preise für andere Metalle als Kobalt in den kommenden Jahren in unterschiedlichem Maße fallen werden, und rechnen damit, dass die Marktgröße für verwertbare wertvolle Metalle bis 2018 1,4 Milliarden Yuan in Nickel, 8,7 Milliarden Yuan in Kobalt und 2,6 Milliarden Yuan erreichen wird in Lithium. Bis 2023 könnte der Marktwert von verwertbaren Wertmetallen 8,4 Milliarden Yuan in Nickel, 7,3 Milliarden Yuan in Kobalt, 850 Millionen Yuan in Mangan und 14,6 Milliarden Yuan in Lithium erreichen.

Durch die Erstellung eines ökonomischen Bewertungsmodells können die folgenden mathematischen Modelle verwendet werden, um die Vorteile von Inputkosten und Rückgewinnungsmaterialien bei der Wiederherstellung von Kraftzellen aufzuzeigen:

Bpro = Ctoal-Cdeposiation-Cus-Ctax

Bpro gibt den Gewinn des Recyclings gebrauchter Kraftzellen an; Ctotal stellt die Gesamtrendite beim Recycling gebrauchter Kraftzellen dar; Die Entsorgung stellt die Abschreibungskosten für gebrauchte Batteriegeräte dar; Cuse gibt die Kosten für die Verwendung des verwendeten Power Cell Recovery-Prozesses an. Ctax repräsentiert die Steuereinnahmen von Altbatterie-Recyclingunternehmen.

Die Kosten für die Verwendung der Rückgewinnung und des Recyclings gebrauchter Power-Batterien umfassen hauptsächlich die folgenden Punkte: (1) Rohstoffkosten; (2) Kosten für unterstützende Materialien; (3) Kraftstoffkosten; (4) Wartungskosten für die Ausrüstung; (5) Kosten für die Umweltbehandlung; (6) Arbeitskosten.

Unter dem Gesichtspunkt der Bruttogewinnrate, Durchführbarkeit und Nachhaltigkeit glauben wir, dass das Modell des geschlossenen Recyclings durch Batteriehersteller und das Modell des Kaufs gebrauchter Batterien von Batterieherstellern durch professionelle Demontageinstitutionen von Drittanbietern die gängigen dynamischen Lithium-Energierückgewinnungsmodelle sind . Und im Falle einer umfassenden Rückgewinnung von Lithiumstrom hat es eine gute Wirtschaftlichkeit.

Annahmen: (1) Aktuelle Metallpreise (215.000 USD pro Tonne Kobalt, 77.700 USD pro Tonne Nickel, 11.000 USD pro Tonne Mangan, 700.000 USD pro Tonne Lithium, 12.600 USD pro Tonne Aluminium, 0,2 Mio. USD pro Tonne Eisen) und ohne Berücksichtigung andere Erholungsgewinne berücksichtigen; (2) Erwägen Sie die Verwendung verschiedener Arten von Kraftzellen (70% lithiumeisenphosphat, 7% Lithiummangansäure und 23% drei Yuan) für die umfassende Rückgewinnung von Lithiumionenbatterien. (3) Die gleichen Kosten außer Rohstoffen

Schlussfolgerung und Analyse: Professionelle Organisationen von Drittanbietern erwerben gebrauchte Lithiumbatterien in kleinen Werkstätten und weisen mit 60% die höchste Bruttogewinnrate für Demontage und Verarbeitung auf. Die zweite ist die Form der Recyclingverarbeitung in der Branchenallianz mit einer Bruttogewinnrate von 45%. Unter diesen beiden Methoden hat die erstere (Dritte: in kleinen Werkstätten gekauft) Sicherheits- und Umweltschutzprobleme, und derzeit haben kleine Werkstätten den enormen Wert der Lithium-Stromrecycling-Industrie noch nicht erkannt, und der Kaufpreis ist niedrig, daher ist diese Methode nicht nachhaltig; Letztere (Branchenallianzen), die derzeit aufgrund des unvollständigen regulatorischen und rechtlichen Umfelds weniger realisierbar sind, werden einer der Trends in der Zukunft sein. :: Die anderen drei Ansätze sind praktikabler und nachhaltiger, aber die Modellbruttomargen des direkten Recyclings durch Batteriehersteller und des Kaufs gebrauchter Batterien von Herstellern durch professionelle Demontageagenturen von Drittanbietern sind höher, sodass wir davon ausgehen, dass diese beiden Ansätze die aktuelles Mainstream-Recycling-Modell.

Der Wiederherstellungswert von ternärem Batteriematerial ist höher als der anderer Leistungszellen. Beispielsweise haben das Recyclingmodell für Batteriehersteller und das Demontagemodell für den Kauf gebrauchter Batterien von Batterieherstellern unter Berücksichtigung der Rückgewinnung ternärer Stromzellen allein einen hohen Investitionswert (2016 wurde die Bruttogewinnrate auf 55% geschätzt) bzw. 48%)

Wir glauben, dass die Energie-Lithium-Stromrecycling-Industrie in den nächsten fünf Jahren schrittweise Standardisierung und Skalierung erreichen wird. Das Recyclingmodell der Branchenallianz wird voraussichtlich im mittleren und späten Stadium der industriellen Entwicklung entstehen. Aufgrund seines Skaleneffekts wird es eine höhere Bruttogewinnmarge haben. Darüber hinaus weisen das ursprüngliche Recyclingmodell des Herstellers und das Demontagemodell eines Drittanbieters für den Kauf gebrauchter Batterien von Herstellern nach wie vor eine starke Wirtschaftlichkeit auf.

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