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新“锂”念 新能源

2016-01-21

中国有色金属 2016年21期
关键词:铅酸锂电动力电池

锂电池严格意义上来说不是新能源,甚至连能源也算不上,但可以使得新能源变成可能。在《中国制造2025》里面,政府层面首次将锂电池作为新能源写进报告。

近年来,随着新能源汽车的飞速发展,给锂电产业的发展带来了前所未有的机遇,在这样的机遇下,锂电企业取得了突飞猛进的发展。由此可见,锂电产业链已经开始从数量时代向质量时代进化。

政策助推新能源发展

锂电池严格意义上来说不是新能源,甚至连能源也算不上,因为锂电池不像化学电池。化学电池本身就是能源,靠电池里的化学反应来产生电流,反应完了,电池的寿命也就结束了。

锂电池并非能源,但可以使新能源变成可能。比如太阳能,只是白天有,就可以用电池储存下来供夜晚使用。风能则因风量不定,电负荷也随之起伏。当风力大的时候发的电就会比较多,没用完就可以储存下来待风小的时候继续使用。

2015年5月8日,国务院发布了《中国制造2025》规划,首次将锂电池作为新能源写进报告。其中明确大力推动包括节能与新能源汽车、电力装备等在内的十大重点领域突破发展,明确继续支持电动汽车,推广发展新能源汽车已经上升到国家战略高度,并提出推动节能与新能源汽车产业发展的战略目标。目标指出,到2020年,自主品牌纯电动和插电式新能源汽车年销量突破100万辆,在国内市场占70%以上;到2025年,与国际先进水平同步的新能源汽车销量300万辆,在国内市场占80%以上。其背后的意义就是将动力电池与新能源革命联系在一起,这给动力电池产业提供了极大的发展前景。

2016年,新能源汽车市场仍然是国家重点关注方向,在2月24日国务院常务会议上,也确定国家进一步支持新能源汽车产业的措施,并要求相关城市政府部门及公共机构购买新能源汽车占当年配备新车总量的比例提高到50%,进一步确保了新能源汽车市场未来保持高速发展,大部分机构对新能源汽车市场在未来几年的发展依旧保持乐观态度。

2016年1月19日,工信部发布的数据显示,全国2015年新能源汽车的产量及销量分别达到34万辆和33万辆,较上年同期分别增长334%和343%。锂电池作为新能源汽车的核心,电池材料是决定电池安全、性能、寿命、成本的关键,新能源汽车的快速增长为碳酸锂、氢氧化锂等原料供应商带来难得的市场机遇。

资源优势加速行业发展

有数据显示,近年来,我国锂电池行业保持年均30%左右的增长速度,在优良投资环境和人工成本相对低廉的作用下,锂电池产业在全球范围内向我国转移的趋势愈加明显。

目前全球锂电池产业主要集中在中、日、韩三国,共占全球95%左右的市场份额,去年我国占比达到27%,并且呈现出进一步上升趋势。锂电池生产所需的主要成分有钴酸锂、锰酸锂、石墨、聚乙烯等,其中大部分属于化工产品,而且多数产品在生产工艺上实现了国产化。但涉及锂电池的核心部件,我国产品相比国外进口产品还有一定差距。其中,正极材料是锂电池的核心,占锂电池成本的40%以上;我国锂电池隔膜技术相对落后,目前几乎处于全部进口态势,其在成本构成上仅次于正极材料,占20%~30%,负极材料和电解液相对来说市场较为成熟,成本所占比例在10%~15%左右。

国内丰富的锂矿资源为锂电池发展提供了有力条件,中国宝安、三菱等纷纷投资建立石墨负极生产基地。随着我国锂电正极材料企业近年来产品质量的迅速提高和有色金属价格的下跌,正极材料成本也随之下降,日本、韩国锂电企业开始逐步加大从我国采购锂电正极材料的力度。

作为锂电池离子传输的载体,电解液的主要核心电解质为六氟磷酸锂,其中的锂和氟都属于稀缺资源,我国的锂、氟资源在全球排名处于前列,但由于技术尚未与国外产品接轨,进口依赖性较强。然而值得期待的是,随着我国对新能源汽车相关项目的投入与政策引导,国内不少六氟磷酸锂项目陆续上马,多氟多、九九久、金凯化工等企业近年都有大幅的产能扩张,对于生产电解液的企业来说可以缓解对于六氟磷酸锂进口的依赖。

大发展过后谁回收

新能源汽车发展带动了动力电池产业的大发展,产能在2014~2015年之间增长了很多倍。2015年电池产业投资大概1千亿元,在建产能1800亿瓦时。这么多电池,5、6年之后将进入大规模淘汰期,回收产业将如何发展?

严格地说,动力电池并不止5、6年的寿命。而是5、6年后,动力电池的储能将下降到80%左右,影响续航能力,这就到了该更换的时候了。而动力电池的全寿命期,可能长达20年以上。动力电池先后经历了铅酸电池、镍氢电池、锂电池和燃料电池。铅酸电池成本低、性能可靠、生产回收处理技术成熟,但受到比能量和循环次数等因素的影响,铅酸电池主要应用于低速短途车辆或轻度混合的电动汽车中。即便使用不太频繁,铅酸电池的寿命也就只有两年左右。而且在生产和回收处理环节极易对环境造成污染,因此铅酸电池已经被排除动力电池的主流阵容。

自2006年以来,真正大行其道的能量密度最高的是锂电池。就算回收只考虑锂电池,电池种类也非常多,导致回收技术路线复杂。电池的回收过程必须先进行预处理,包括放电、拆解、粉碎、分选。拆解之后的塑料和金属壳体可以回收,但成本高昂,因为残余电压仍然高达数百伏,有一定危险性;电池壳体为了安全需要,封装为不可拆卸形式,拆解过程颇费功夫。就预处理环境而言,肯定是赔本买卖。另外,锂电池的正极材料也是五花八门,主流的就有钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等。用酸碱溶液浸出,然后再经过多种化工程序,对金属氧化物进行萃取。但这些氧化物的成分萃取条件不同,混合液更为棘手。事先按照正极材料对电池分类,成本也不低。

回收正极金属,已经是电池回收行当中最有利可图的一个环节。但是程序太过复杂,会算账的企业都对之却步,目前有色金属和稀土产品价格都在低谷徘徊,用这些方法回收金属相当不划算,更别说废液处理,单废液处理一项,就足够吃掉回收金属的收益了。在目前技术条件下,没有公司会主动投入回收产业。

据统计,最迟到2020年,最早销售的新能源车上的动力电池都到了要更换的时候。鉴于目前新能源车的销售形势,届时需要处理的废旧电池可能超过工信部目前预计的12万~17万吨,可能突破20万吨。对于有效回收手段来说,垃圾只是放错位置的资源。日前工信部和国家发改委联合发布的《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策》(以下简称“《政策》”)第一次明确了责任主体:谁产出谁负责,谁污染谁治理。《政策》对废旧动力电池的收集、分类、储存、运输、梯级利用、再生、监督管理等环节都作出规定。电池和电动车生产只为明确一件事:责任主体和追责方式,即建立可追溯体系。对于电池生产企业而言,这些垃圾更像定时炸弹。电池和电动车生产厂家在几年之内,就会看到潮水一样的废旧电池被源源不断地运回来,就像它们今天被卖出去一样,不一样的是,那时它们将成为烫手山芋。如果4年内还没有建立起“有利可图”的回收产业,废电池就会像潮水一样淹没这些企业。

目前,除去技术条件的限制,回收利用企业准入条件和管理体系的缺乏同样制约着动力电池有效回收利用。很有必要借鉴国外相关经验建立一套完善的废旧动力电池回收利用体系。

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