Umfassende Analyse der Nutzung der Lithiumbatterieleiter und des Ressourcenrecyclings

Die Nutzung und das Recycling von Leiterbatterien basieren hauptsächlich auf Umweltschutz, Ressourcenschonung und drei profitablen Aspekten:

Umweltschutz: Das positive Elektrodenmaterial der Lithiumbatterie enthält Schwermetallelemente wie Nickel, Kobalt, Mangan und Lithium. Diese Schwermetallelemente verursachen Umwelt- und Wasserverschmutzung. Die Kohlenstoffmaterialien im Material der negativen Elektrode und Graphit können Staubverschmutzung verursachen. Zusätzlich Lithium Der Elektrolyt der Batterie enthält giftige chemische Bestandteile und kann auch eine Fluorkontamination verursachen.

Ressourceneinsparung: Lithiumbatterien enthalten in China viele Metallelemente, Nickel, Graphit usw., in China sind Metallelemente wie Kobalt jedoch rar. China hat viele Lithiumelemente, aber es ist schwierig abzubauen und allgemein verbreitet. In Tibet, Qinghai, Sichuan und anderen relativ schwierigen Minen; Salzsee-Lithium hat einen relativ hohen Gehalt an Magnesiumionen und es ist schwierig, Lithium zu extrahieren.

Profitabel: Die Verwendung von Lithiumbatterien für die Leiternutzung und das Ressourcenrecycling kann immer noch kommerzialisiert werden, da die Automobilindustrie in den letzten Jahren stark auf Elektrifizierung umgestellt wurde und die Nachfrage nach Lithiumbatterien gestiegen ist, was zu einem sehr hohen Preis für wertvolle Produkte geführt hat Metallwerkstoffe im vorgeschalteten metallischen Kobalt. Der Preis beträgt mehr als 600.000 / Tonne, Nickel 100.000 / Tonne Lithiumcarbonat 170.000 / Tonne, Metalllithium 900.000 / Tonne.

Marktverkauf

1. Richtlinienunterstützung

Am frühesten im Jahr 2012 erwähnten die „Energieeinsparung und neue Energie Fahrzeugindustrie Entwicklungsplan“ , herausgegeben vom Staatsrat „die Entwicklung des Strom Batterie - Recycling - Management - Methoden“;

Im Jahr 2014 gab das Generalbüro des Staatsrates die „ Leitmeinungen zur Beschleunigung der Förderung und Anwendung neuer Energiefahrzeuge “ heraus , um die Recyclingpolitik für Strombatterien zu untersuchen und zu formulieren.

Im Jahr 2015 haben das Finanzministerium, das Ministerium für Wissenschaft und Technologie, das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie und die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission in der "Bekanntmachung über die Richtlinien zur finanziellen Unterstützung für die Förderung und Anwendung neuer Energiefahrzeuge in 2016-2020 "dass" die Unternehmen für Elektrofahrzeuge und Kraftbatterien für das Recycling gebrauchter Batterien verantwortlich sein sollten ";

Im Jahr 2016 haben die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission, das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie, das Umweltschutzbüro, das Handelsministerium und die allgemeine Verwaltung für Qualitätsüberwachung, Inspektion und Quarantäne eine Reihe von Richtlinien erlassen. Bisher gab es mehr als 20 Richtlinien speziell für das Recycling von Lithiumbatterien.

Im März 2018 gaben die sieben Ministerien und Kommissionen gemeinsam die neueste "Mitteilung über die Pilotarbeiten zum Recycling von Kraftbatterien für neue Energiefahrzeuge" heraus.

Um diese Richtlinien zu sortieren, können wir die folgenden vier Punkte zusammenfassen:

Die Ministerien und Kommissionen des Staates befürworten, dass die Strombatterie für die Kaskadennutzung verwendet und dann recycelt werden sollte.

Implementierung der Erweiterung der Herstellerverantwortung, dh „ wer produziert und wer verantwortlich ist “ ;

Einrichtung eines Recyclingsystems für Power-Batterien, Durchführung von Pilotprojekten, Einrichtung von Recycling-Netzwerken und Informationsüberwachung;

Die Industrienormen verbessern sich ständig, und die staatlichen Qualifikationsanforderungen für Unternehmen werden allmählich klar.

2. Marktgröße

Lithiumbatterien können in drei Kategorien unterteilt werden:

Verbraucherbatterien: Batterien, die in der Unterhaltungselektronik wie Mobiltelefonen, IPADs, Notebooks usw. verwendet werden und hauptsächlich auf Lithium-Kobaltoxid-Batterien basieren;

Power-Batterie: Bei Pkw in Neufahrzeugen handelt es sich bei Personenkraftwagen hauptsächlich um ternäre Batterien, bei Nutzfahrzeugen hauptsächlich um lithium-eisenphosphat-batterien.

Energiespeicherbatterie: Wird in Ladestationen, Wärmekraftwerken, kommerziellen Energiespeichern usw. verwendet, hauptsächlich unter Verwendung von Lithiumeisenphosphatbatterien.

Was nützt die Leiter? Wenn die Batterie beispielsweise in einem neuen Energiefahrzeug verwendet wird, besteht die Batterie zu 100% aus Energie, wenn sie vollständig aufgeladen ist. Wenn der akku längere Zeit verwendet wird, wird die Leistung gedämpft. Wenn die Batterie auf 80% entladen ist, kann nicht im Auto verwendet werden, dies ist die erste Stufe der Verwendung; Aus der abgeschwächten Autobatterie kann die Leistung von 80% - 20% des Intervalls für Leitern wie langsame Autos, elektrische Dreiräder, elektrische Motorräder, Autos, Ladestationen, Energiespeicher, Spitzenstromspeicher, Photovoltaik usw. verwendet werden .; Batterien mit weniger als 20% Strom können ihren Lebenszyklus abgeschlossen haben und können dann recycelt werden. Auf diese Weise wird die Verwendung der gesamten Batterie je nach Kapazität in drei Teile unterteilt: das Auto, die Verwendung der Leiter und das Recycling.

Die umfassendste Analyse der Auslastung der Lithiumbatterieleiter und des Ressourcenrecyclings

Im Jahr 2017 beträgt das Produktions- und Verkaufsvolumen von Chinas neuen Energiefahrzeugen rund 80 Millionen Fahrzeuge. Die Gesamtzahl der neuen Energiefahrzeuge weltweit beträgt mehr als 1,3 Millionen. Es wird geschätzt, dass Chinas neue Energiefahrzeuge bis 2020 300.000 Fahrzeuge und die Welt 500.000 Fahrzeuge erreichen werden. Nach dem Verkauf neuer Energiefahrzeuge wird die Nachfrage nach Lithiumbatterien bis 2020 250 Gwh erreichen, und die Dämpfung dieser Batterien muss schrittweise recycelt werden.

Entsprechend der Nachfrage nach neuen Energiebatterien für Kraftfahrzeuge in den letzten Jahren beträgt die Lebenserwartung bei einer Pkw-Batteriekapazität von 100% bis 80% etwa 5 Jahre und bei Nutzfahrzeugen etwa 3 Jahre. Der großflächige Einsatz neuer Energiefahrzeuge in China im Jahr 2014 Auf der Grundlage dieser Berechnung wird die Leistungsbatterie bis 2018 in eine groß angelegte Stilllegungsphase eintreten. Mit anderen Worten, der eigentliche Beginn des Lithiumbatterie-Recyclings im Jahr 2018 wird eine neue Begeisterung, der nächste Wachstumspunkt. Nach der Berechnung von High-Tech-Lithiumbatterien, großen Maklern usw. werden 2018 voraussichtlich 11 Gwh-Batterien außer Betrieb genommen, der entsprechende Marktraum beträgt etwa 60 Milliarden; 2020 beträgt die Marktfläche 150 Milliarden, 2023 bis 100 Millionen bis 400. Von 2018 bis 2023 wird die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate 50% erreichen. Man kann sagen, dass das Recycling von Lithiumbatterien zum nächsten Absatzmarkt wird.

Die umfassendste Analyse der Auslastung der Lithiumbatterieleiter und des Ressourcenrecyclings

Laut der Statistik der High-Tech-Lithiumbatterien beträgt die Rückgewinnung von Lithiumbatterien im Jahr 2017 8.000 Tonnen, und die Marktskala liegt bei 3 bis 4 Milliarden. Unter den 8 Tonnen entfielen 95% auf die Demontage der Batterien, und die Leiter wurde nicht benutzt. Die Hauptgründe für die Nachteile der Marktnutzung der Leiter sind folgende:

Die Sicherheit der Batterietechnologie in den vergangenen Jahren ist wichtiger;

Die Menge an Verschrottung ist relativ gering, der Standardisierungsgrad ist nicht hoch und es ist schwierig, die Verwendung von Leitern anzupassen.

Der Energiespeichermarkt ist noch nicht in großem Umfang freigegeben.

Technische Route

1. Technische Standards

Chinas Anforderungen an die Abnutzungsbatterie für neue Energiefahrzeuge zur umfassenden Nutzung der Industriestandardbedingungen: Unter den Bedingungen des Nassschmelzens beträgt die umfassende Rückgewinnungsrate von Nickel-Kobalt-Mangan nicht weniger als 98%, die Rückgewinnungsrate des Feuerschmelzens nicht weniger als 97% . Derzeit haben die führenden inländischen Unternehmen wie Bangpu im Wesentlichen den Standard erreicht.

2. Lithiumeisenphosphat

Die Leistungsbatterie besteht hauptsächlich aus Lithiumeisenphosphat, das in Nutzfahrzeugen verwendet wird, und ternären Batterien, die in Personenkraftwagen verwendet werden. Im Vergleich dazu ist Lithiumeisenphosphat für die Verwendung der Leiter besser geeignet. Die Leistung dieser beiden Batterien ist nicht gleich, das Lithiumeisenphosphat hat eine längere Lebensdauer, die Leistung wird von 100% auf 80% reduziert und die Lebensdauer kann das 2000-6000-fache erreichen.

Die Ningde-Ära hat die obigen Berechnungen durchgeführt, und die Lithiumeisenphosphatbatterie kann nach der Außerbetriebnahme mindestens 5 Jahre lang als Energiespeicherbatterie verwendet werden. Wenn das Lithiumeisenphosphat direkt verschrottet, zerlegt und recycelt wird, ist das Einkommen begrenzt, seine Zusammensetzung ist das Eisen nicht wert und der Lithiumgehalt ist sehr gering. Der wirtschaftliche Vorteil des Recyclings von 1 Tonne Lithiumeisenphosphat liegt bei etwa 10.000, und wenn es als Leiter verwendet wird, beträgt das Einkommen 30.000 - 40000 links und rechts. Unter diesen beiden Gesichtspunkten ist Lithiumeisenphosphat daher besser für die Verwendung von geeignet Leiter.

3. die Verwendung von Leitern

Der Prozess der Leiterauslastung kann in drei Schritte unterteilt werden: Zuerst wird die wiederhergestellte Batterie gescreent, dann wird die Batterie in Reihe und parallel geschaltet, der dritte Schritt ist das Lade- und Entlademanagement, und das BMS wird hinzugefügt, um die Kapazität zu entwerfen und Power Matching. Im Allgemeinen beträgt das Anpassungsverhältnis von Batteriekapazität zu Leistung 8: 1 und die Entladerate 0,125 Grad Celsius.

Die Schlüsseltechnologien für die Verwendung von Leitern sind zwei:

Diskrete Integrationstechnologie: Verschiedene Batteriepaketechnologien sind unterschiedlich. Nach der Demontage müssen je nach Leistung und Lebensdauer des Batteriemoduls verschiedene Einzelzellen integriert werden.

Rückverfolgbarkeitstechnologie für den gesamten Lebenszyklus: Geschätzt nach technischen Indikatoren von SOC, SOH und SOP, bereitgestellt von Bristol-Myers Squibb.

Der Staat fordert den Aufbau einer umfassenden Verwaltungsplattform für die nationale Überwachung und das Recycling von Strombatterien sowie die Rückverfolgbarkeit neuer Energiefahrzeuge. Die Plattform verwendet den Code der Batterieproduktion als Informationsträger, und die Batterielebensdauer wird auf den gesamten Lebenszyklus und die Datensätze zurückgeführt.

4. Ressourcenrecycling

Die Lebensdauer von Lithiumeisenphosphat ist relativ lang, und die Lebensdauer der ternären Batterie beträgt etwa das 800-2000-fache, was relativ kurz ist. Die Sicherheit der ternären Batterie ist nicht so gut wie die der Eisen-lithium-batterie, und der Zündpunkt ist relativ niedrig, was für ein Energiespeicherkraftwerk nicht geeignet ist. Kommunikationsbasisstationen und andere Bereiche mit komplexen Umgebungen.

Darüber hinaus ist der Preis für Nickel, Kobalt und Mangan in der ternären Batterie relativ hoch, und selbst wenn sie direkt zerlegt wird, ist der Gewinn beträchtlich. Im Vergleich dazu eignet sich die ternäre Batterie besser für die Demontage und das Recycling. Der Preis für die Demontage und das Recycling der ternären Batterie beträgt 40.000 bis 50.000 Yuan / Tonne. Wenn das zerlegte Nickel-Kobalt-Mangan als Vorstufe des ternären Materials verwendet wird, ist der Preis höher. Nehmen wir als Beispiel die Ningde-Ära, der Stückpreis beträgt 80.000 Yuan / Tonne.

Das Ressourcenrecycling ist in zwei Stufen unterteilt: Die zurückgewonnene Batterie wird vorbehandelt, entladen, die Umverpackung wird entfernt und die Batterie wird manuell zerlegt und getrennt und dann wiedergewonnen.

Die Recyclingtechnologie kann in drei Kategorien unterteilt werden:

Trockenmethode (physikalische Methode):

Die umfassendste Analyse der Auslastung der Lithiumbatterieleiter und des Ressourcenrecyclings

Mechanische Sortiermethode: Mechanisch bedeutet Zerkleinern und Sieben, direktes Sortieren

Hochtemperatur-Pyrolyseverfahren: Hochtemperaturverbrennung, Bildung von Dampfverflüchtigungskondensation

Reparatur trockener Wärme: Nach dem Trockenprozess wird das zurückgewonnene Rohprodukt zu einem Material wiederaufbereitet.

Nassmethode (chemische Methode):

Die umfassendste Analyse der Auslastung der Lithiumbatterieleiter und des Ressourcenrecyclings

Hydrometallurgisch: Auflösung und Trennung durch chemisches Reagenz

Chemische Extraktion: Trennung mit Reagenzien

Ionenaustausch: Austausch mit Ionen

Biorecycling-Technologie:

Hauptsächlich mit mikrobieller Auslaugung ist es derzeit noch schwierig, und technische Probleme müssen gelöst werden.

Gegenwärtig wird in der Industrie die ternäre Batterie im Allgemeinen im Nassverfahren verwendet, und das Lithiumeisenphosphat wird im Trockenverfahren verwendet, was ebenfalls ein empfohlenes Verfahren ist. Im Vergleich dazu sind die Kosten des Nassverfahrens relativ hoch, aber die Reinheit der zurückgewonnenen Materialien ist relativ hoch, wobei jedes seine eigenen Vor- und Nachteile hat.

Betriebsart

1, USA: Erweiterung der Herstellerverantwortung + Einlagensystem für Verbraucher

Nehmen Sie Tesla als Beispiel. Im Jahr 2015 veröffentlichte Tesla POWERWALL für den Energiespeichermarkt und verwendete Lithiumbatterieleiter.

2, Deutschland: Die Hersteller tragen die Hauptverantwortung

Am Beispiel von Bosch wurde 2015 mit dem Recycling von Batterien begonnen, und die Rückgewinnungsrate wird bis 2018 voraussichtlich mehr als 50% betragen.

3, Japan: Gesetzgebung + Subventionen für Batteriehersteller

Japan hat auf nationaler Ebene Gesetze erlassen, um das Recycling von Batterieherstellern zu subventionieren. Nehmen Sie als Beispiel Toyota. Toyota ist der Kopf des globalen Hybridautodrachen. Im Jahr 1998 begann es, gebrauchte Batterien zu recyceln. Das Recycling besteht aus drei Hauptschritten: Richten Sie zuerst ein Recycling-Netzwerk ein und führen Sie dann eine detaillierte Bewertung der zurückgewonnenen Batterien durch. Wählen Sie, ob Batterien repariert oder auf der Leiter verwendet, zerlegt und chemisch behandelt werden sollen, die den Wert der Wiederverwendung vollständig verlieren. Im Jahr 2015 verwendete Toyota die gebrauchten Batterien von Camry Hybrid für die Energiespeicherung von Anlagen im Yellowstone-Nationalpark und überarbeitete das Energiespeicher-Batteriemanagementsystem. 208 Die Camry-Batterie kann bis zu 85 kWh Strom speichern und verlängert so die Lebensdauer der Batterie um ein Faktor von zwei.

4, Blei-Säure-Batterie-Recycling

Im Jahr 2016 erreichte das Produktionsvolumen von Blei-Säure-Batterien in China 400 Millionen Tonnen und der Wert von Blei 400 Millionen. Aus technischer Sicht kann die Wiederfindungsrate von Blei-Säure-Batterien in China 98% erreichen, die tatsächliche Wiederfindungsrate beträgt jedoch nur 30%. Das Problem ist, dass es noch nie ein großes Netzwerk gegeben hat.

Das Recyclingunternehmen sollte ein Erweiterungssystem der Herstellerverantwortung implementieren, dh Automobilproduktionsunternehmen, Batterieproduktionsunternehmen und Drittanbieter von Ressourcenrecyclingunternehmen als Hauptorgan des Recyclings, unter denen sich die Automobilproduktionsunternehmen konzentrieren.

Im Geschäftsmodell haben der Aufbau eines Recycling-Netzwerks und die Spezialisierung der Kombination der beiden Gestalt angenommen. Die zukünftige Wettbewerbslogik der Branche konzentriert sich auch auf diese beiden Punkte:

Aufbau eines landesweiten Recycling-Netzwerks zur Erzielung von Skaleneffekten und zur Reduzierung der Kosten;

Durchbrechen Sie die technische Schwelle.

Gegenwärtig werden 2017 nur sehr wenige Batterien in Chinas Leitern verwendet, und das Hauptproblem ist die Wirtschaftlichkeit. Nach Angaben der Battery Alliance basiert Chinas Energiespeicher hauptsächlich auf Pumpspeichern, und das Hauptkraftwerk ist eine Blei-Kohlenstoff-Batterie. Der Hauptgrund für die Verzögerung bei der Verwendung von Lithiumeisenphosphatbatterien sind die Kosten. Die Kosten für Blei-Kohlenstoff-Batterien und Pumpspeicher betragen etwa 0,4 Yuan / kWh, und die Lithiumbatterie beträgt 0,7 Yuan / kWh. Am Beispiel des Xida Power Battery Liyang-Projekts zeigen die Berechnungsergebnisse, dass die statische Investitionserholungszeit von Energiespeicherprojekten ist ungefähr 6 Jahre. Um Einkommen zu generieren, muss es 10 Jahre lang betrieben werden, sodass die Rücklaufquote nach Steuern 10% beträgt, obwohl die derzeitige Stufe wie folgt lautet: Die Wirtschaftlichkeit der Nutzung ist nicht offensichtlich, aber da die Kosten für Batterien sinken, ist der Markt für Die zukünftige Nutzung der Leiter wird allmählich ausbrechen.

Fusionen und Übernahmen von Investitionen

1, China Tower

Das Unternehmen ist ein umfassendes Dienstleistungsunternehmen für Kommunikationsinfrastrukturen, das von China Telecom, China Mobile und China Unicom gemeinsam gegründet wurde. Es befasst sich hauptsächlich mit dem Bau, der Wartung und dem Betrieb von Einrichtungen zur Unterstützung von Basisstationen und Verteilungssystemen in Innenräumen wie Kommunikationstürmen. Anfang Januar dieses Jahres hat das Unternehmen mit 17 Unternehmen, darunter Chongqing Changan, BYD, Yinlong New Energy, Waterma, Guoxuan Hi-Tech und Thornton New Energy, gemeinsam Lithiumeisenphosphat gewonnen. Derzeit wurden mehr als 3.000 Basisstationen in 12 Provinzen und Städten im ganzen Land eingerichtet.

2, SAIC Ningde

SAIC ist führend in der Automobilindustrie. Die Ningde-Ära ist der Leiter der Batterieindustrie. Die beiden führenden Wasserhähne haben sich mit der Wiederherstellung der Batterie zusammengetan. Im März 2018 unterzeichneten sie ein Memorandum of Understanding zur strategischen Zusammenarbeit.

Die Ningde-Ära hat die Akquisition von Bangpu im Jahr 2013 abgeschlossen. Derzeit ist das Geschäftsfeld Lithiumbatterie-Recycling zu einem der drei Kerngeschäfte geworden. Im Jahr 2017 erreichte der Umsatz des Geschäftsbereichs Recycling 2,5 Milliarden und der Stückpreis betrug 80.000 Yuan / Tonne. 27% entfielen 13% auf das Geschäft.

3, Fusionen und Übernahmen von Investitionen

Aus Sicht der Branche hat die Ningde-Ära bereits 2013 Bangpu übernommen. 2017 erwarb Xiamen Tungsten Ganzhou Haopeng, und der Fall von Fusionen und Übernahmen im Jahr 2018 ist mehr.

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