动力电池回收:资源有限、循环无限。动力电池主要由四部分组成:正极、负极、电解液以及隔膜,另外还有一部分是外壳材料和粘接剂。其中正极是动力电池的核心部件,一般对于动力电池的分类就是按照正极材料的组成进行的分类。目前主流的动力电池正极材料是磷酸铁锂和三元材料,两者合计占比超过 95%。另外还有少部分的锰酸锂和钴酸锂,占比只有 5%左右。三元电池更符合未来对电池能量密度的要求,2017 年三元动力电池装机量已经接近磷酸铁锂电池,2018 年上半年三元超过磷酸铁锂,预计到 2025 年,三元电池占比将超过 75%,成为最主要的新能源汽车动力电池。
锂金属是制造动力电池的重要原材料。目前我国对锂的需求中有 70%依赖进口。我国的锂矿资源主要分布在四川、青海和西藏三个省份,尤其青海和西藏地区,生态环境脆弱而且交通运输能力有限,远离需求地区,短时间内大规模开采利用的可能性极低,自有产能无法满足国内动力电池的激增的需求,我国对于进口锂电池原材料的需求会逐年增加。锂的价格也随着新能源汽车需求的爆发而大幅度上涨,供给端产能释放导致价格回落,但仍处于高位。
动力电池中另一个重要的元素钴也是稀缺资源。我国钴储量基础约 8 万吨,资源量 56.6 万吨,品位低,钴资源十分匮乏,进口依赖度高达 90%。全球钴储量约 710 万吨,主要集中在刚果(金)、澳大利亚、古巴、新喀里多尼亚、赞比亚和俄罗斯,中国仅占 1%。刚果(金)的钴储量为 340 万吨,占全球钴储量的 48%,居世界第一位,但由于刚果(金)地区政局不稳定,使得全球的钴供应具有了一定的不确定性。钴原料经过轰烈的涨价行情后,逐渐回落,目前长江钴报价 47 万元/吨。
动力电池的回收目前主要集中在正极材料的回收上,尤其是三元材料正极,目前回收主要集中在锂、钴、镍、锰等有价金属。对于动力电池的其他部分,电解液可能是未来回收的一大重点,目前已经有高纯度回收电解液的方法,就是使用超临界 CO2回收,采用这一方法的优势在于产品纯度较高,但是对回收企业技术要求较高,目前国内回收电解液的企业较少。隔膜属于高分子材料,使用一段时间后会有老化的问题,寿命有期限,回收价值不大。负极的石墨会有锂离子嵌入,改变了负极结构,回收后的负极不能直接利用,而且石墨价格并不高,回收的经济价值不大。外壳部分的主要材料是铝合金等金属材料,在拆解或者破碎环节可以直接回收,而且回收纯度高。
动力电池材料中另一个主要的污染源来自于电解液。目前的动力电池使用的是液态电解液,其中有机溶剂如果不经过任何处理直接排放到环境中同样会造成污染;溶剂目前采用的比较多的就是六氟磷酸锂,六氟磷酸锂遇水产生氢氟酸,有剧毒而且腐蚀性很强,对于环境也会造成极大的污染。而其他部分,诸如外壳材料和隔膜一般是高分子塑料制品,会产生白色垃圾。
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