2019年,新能源电池行业的六大趋势更加强调:一是国际竞争国内化,国内竞争国际化;二是强者恒强,寡头作战;三是资源之争,长期向好;四是消除硝烟,市场竞争开始;第五,充电桩升级到充电网的方向,打开新的跑马圈地;第六,电池回收和阶梯利用的紧迫感日益增加弥补硝烟逐渐消失,市场化竞争开始2019年,新能源补助金的新政还没有定论,但大幅度下降已经决定。国家有关部门也明确了补贴政策的退坡、调整、退出机制,计划在2020年取消新能源汽车补贴2019年,弥补硝烟逐渐消失,市场化竞争开始,恢复产品本质是很重要的!
据估计,从2018年开始,中国新能源汽车动力电池将进入大规模退休阶段,退休动力锂电池将达到199GWh,其中3元电池将达到85GWh,磷酸铁锂电池将达到14GWh!2020年动力电池回收量接近257Gwh(换算成157万吨),2022年动力电池回收量接近480Gwh(换算成30.98吨),2018-2022年年平均复合增长率达到510%以上,包括金属价值量在内,2022年国内动力电池回收市场规模突破10亿元中国铁塔株式会社山东省分公司维护部主管何春光也在ABECtok2018论坛上介绍,相关数据显示,梯级电池的发展趋势初步判断为2020年纯电动汽车退役电池容量分别为1737万kwh和684万kwh,共计2421万kwh转入梯级利用市场2020年后每年电动汽车退役的电池容量分别为1475万kwh和6311万kwh,共计7786万kwh转入梯级利用市场目前我国动力电池以三元电池和磷酸铁锂为主!
南宁全新电动汽车电池回收
在安全性方面,公开数据显示,2016年1月至2018年12月,中国新能源汽车起火事故共发生59起.其中,新能源乘用车起火33起,新能源商用车起火26起。电动车起火的主要原因是碰撞、自燃渗水等另一组数据显示,由于火灾事故频繁暴露,国家市场监督管理总局开始调查新能源汽车的缺陷.2018年,多家企业相继召回10次,涉及138万辆新能源汽车!其中,受调查影响召回114万辆,占2018年新能源召回总量的91%.
据主管部门预测,2020年中国电动汽车保有量将达到500万辆。根据适度先进电动汽车配置充电桩的想法,5年内建设集中充电站超过1万2千座,分散充电桩超过480万座。随着新能源汽车生产销售量的急剧增加,在收益模式不明确的情况下,资本大量铺设桩跑马圈地,桩互相制约,各自战斗,价格不同等混乱蔓延在野蛮生长下,2018年,与共享汽车一样,在连年亏损的状态下,充电桩企业经历了投资潮、退市潮、破产潮激烈的市场相互杀戮后,充电桩行业也开启了寡头竞争时代根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟发布的数据,2018年全年,充电基础设施新增31万台,与2017年全年22万台相比,增长38%,新能源增量车桩比约3:1(2018年纯电动汽车销售94万台),公共充电基础设施稳定增长.
在动力电池和重要部件的测试中,2018年开展的复盖国内80%以上电池品牌的测试结果显示电动汽车电池回收,目前单个产品的测试合格率超过95%,以电池为中心的重要部件具有良好的安全性和可靠性电池回收和阶段利用的紧迫感日益增加2018年是中国推进电动汽车产业化的十周年,动力锂回收市场迎来了高峰。2019年动力电池回收市场规模持续扩大,电池回收和阶段利用的紧迫感日益增加浙江华友循环科技有限公司副总经理高威乔在ABEC首席2018论坛上透露,动力电池包括各种可回收材料,电动汽车平均使用正极材料50公斤,负极材料40公斤,电解液40公斤,2009-2011年中国投入10万台锂电池电动汽车计算,2014-2018年产生5000吨正极材料、4000吨负极材料、4000吨电解液2020年投入200万台锂电池电动汽车计算,2025-2027年产生500吨正极材料、80吨负极材料、40000吨废弃动力电池不能有效回收处理,不仅严重污染环境,还浪费资源高威乔认为,乘用车电池的平均寿命为5-8年,出租车和物流车的平均寿命为2-4年,电动公共汽车的电池寿命为5年。
湿法冶金又分为焙烧—浸出法和直接浸出法。 焙烧—浸出法是将废电池焙烧,使其中的氯化铵、氯化亚汞等挥发成气相并分别在冷凝装置中回收,高价金属氧化物被还原成低价氧化物,焙烧产物用酸浸出,然后从浸出液中用电解法回收金属,焙烧过程中发生的主要反应为: MeO+CMe+CO↑ A(s)→A(g)↑ 浸出过程发生的主要反应: Me+2H+Me2++H2↑ MeO+2H+Me2++H2O 电解时,阴极主要反应: Me2++2eMe 直接浸出法是将废干电池破碎、筛分、洗涤后,直接用酸浸出其中的锌、锰等金属成分,经过滤,滤液净化后,从中提取金属并生产化工产品。
反应式为: MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O MnO2+2HClMnCl2+H2O Mn2O3+6HCl2MnCl2+Cl2↑+3H2O MnCl2+NaOHMn(OH)2+2NaCl Mn(OH)2+氧化剂→MnO2↓+2HCl 电池中的Zn以ZnO的形式回收,反应式如下: Zn2++2OH-→ZnO2-→Zn(OH)2(无定型胶体)→ZnO(结晶体)+H2O 1.2常压冶金法 该法是在高温下使废电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解和挥发以及冷凝的过程。
方法一:在较低的温度下,加热废干电池,先使汞挥发,然后在较高的温度下回收锌和其它重金属。 方法二:先在高温下焙烧,使其中的易挥发金属及其氧化物挥发,残留物作为冶金中间产品或另行处理。 湿法冶金和常压治金处理废电池,在技术上较为成熟,但都具有流程长、污染源多、投资和消耗高、综合效益低的共同缺点。
1996年,日本TDK公司对再生工艺作了大胆的改革,变回收单项金属为回收做磁性材料。这种做法简化了分离工序,使成本大大降低,从而大幅度提高了干电池再生利用的效益。近年来,人们又开始尝试研究开发一种新的冶金法——真空冶金法:基于废电池各组分在同一温度下具有不同的蒸气压,在真空中通过蒸发与冷凝,使其分别在不同温度下相互分离从而实现综合利用和回收。
由于是在真空中进行,大气没有参与作业,故减小了污染。虽然目前对真空冶金法的研究尚少,且还缺乏相应的经济指标,但它明显克服了湿法冶金法和常压冶金法的一些缺点,因而必将成为一种很有前途的方法。 2.镍镉电池 Ni-Cd电池含有大量的Ni,Cd和Fe,其中Ni是钢铁、电器、有色合金、电镀等方面的重要原料。
Cd是电池、颜料和合金等方面用的稀有金属,又是有毒重金属,故日本较早即开展了废镍隔电池再生利用的研究开发,其工艺也有干法和湿法两种。干法主要利用镉及其氧化物蒸气压高的特点,在高温下使镉蒸发而与镍分离。湿法则是将废电池破碎后,一并用硫酸浸出后再用H2S分离出镉。
3.铅蓄电池 铅蓄电池的体积较大而且铅的毒性较强,所以在各类电池中,*早进行回收利用,故其工艺也较为完善并在不断发展中。 在废铅蓄电池的回收技术中,泥渣的处理是关键,废铅蓄电池的泥渣物相主要是PbSO4,PbO2,PbO,Pb等。
其中PbO2是主要成分,它在正极填料和混合填料中所占重量为41%~46%和24%~28%。因此,PbO2还原效果对整个回收技术具有重要的影响,其还原工艺有火法和湿法两种。火法是将PbO2与泥渣中的其它组分PbSO4,PbO等一同在冶金炉中还原冶炼成Pb。
但由于产生SO2和高温Pb尘第二次污染物,且能耗高,利用率低,故将会逐步被淘汰。湿法是在溶液条件下加入还原剂使PbO2还原转化为低价态的铅化合物。已尝试过的还原剂有许多种。其中,以硫酸溶液中FeSO4还原PbO2法较为理想,并具有工业应用价值。
硫酸溶液中FeSO4还原PbO2,还原过程可用下式表示: PbO2(固)+2FeSO4(液)+2H2SO4(液)PbSO4(固)+Fe2(SO4)3(液)+2H2O 此法还原过程稳定,速度快,还可使泥渣中的金属铅完全转化,并有利于PbO2的还原: Pb(固)+Fe2(SO4)3(液)PbSO4(固)+2FeSO4(液) Pb(固)+PbO(固)+2H2SO4(液)2PbSO4(固)+2H2O 还原剂可利用钢铁酸洗废水配制,以废治废。
Ni-MH电池、新型的锂离子电池随着近年手持电话和电子设备的发展得到了大量的应用。在日本,Ni-MH电池的产量,1992年达1800万只,1993年达7000万只,到2000年已占市场份额的近50%。可以预计,在不久的将来,将会有大量的废Ni-MH电池产生。
这些废Ni-MH电池的正、负极材料中含有许多有用金属,如镍、钴、稀土等。因此,回收Ni-MH电池是十分有益的,有关它们的再生利用技术亦在积极开发中。。