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3 专业化处理企业优势显著,能延伸至三元材料者盈利更强
3.1 湿法技术日渐成为主流,多种技术发展综合提高回收效率
目前,普遍的废旧动力电池的资源化回收过程包括预处理和后续处理两个阶段。预处理过程首先需要对彻底放电,然后对电池进行拆解,以分离出正极、负极、电解液和隔膜等各组成部分。在后续处理环节,主要目标是对拆解后的各类废料中的高价值组分进行回收,以及更进一步开展电池材料再造或修复;其中采用的技术方法可分为三大类:干法回收技术、湿法回收技术和生物回收技术。
干法回收技术是指不通过溶液等媒介,直接实现各类电池材料或有价金属的回收技术方法,主要包括机械分选法和高分热解法。干法回收不经过其他的化学反应,工艺流程较短,回收的针对性不强,通常用于锂电池中金属的分离回收初步阶段。
部分企业已初步开发出干法热修复技术,可对干法回收得到的粗产品进行高温热修复;但这种方法产出的正、负极材料含有一定的杂质,其性能无法满足新能源汽车动力电池的要求,多用于储能或小动力电池等场景。
湿法回收技术是以各种酸碱性溶液为转移媒介,将金属离子从电极材料中转移到浸出液中,再通过离子交换、沉淀、吸附等手段,将金属离子以盐、氧化物等形式从溶液中提取出来。湿法技术路线主要包括湿法冶金、化学萃取以及离子交换等三种方法。湿法回收技术工艺相对比较复杂,但该技术对锂、钴、镍等有价金属的回收率较高;同时,藉由湿法回收技术得到的金属盐、氧化物等产品,其高纯度能够达到生产动力电池材料的品质要求;因而湿法回收技术也是国内外技术领先回收企业所采用的主要回收方法。
生物回收技术主要是利用微生物浸出,将体系的有用组分转化为可溶化合物并选择性地溶解出来,实现目标组分与杂质组分分离,最终回收锂、钴、镍等有价金属。目前生物回收技术尚未成熟,如高效菌种的培养、培养周期过长、浸出条件的控制等关键问题仍有待解决。
正如上所述,当前回收效率更高也相对成熟的湿法回收工艺正日渐成为专业化处理阶段的主流技术路线;格林美、邦普集团等国内领先企业,以及AEA、IME等国际龙头企业,大多采用了湿法技术路线作为锂、钴、镍等有价金属资源回收的主要技术;部分企业也同时配套干法等多种回收技术以提高综合回收效率。
从另一个侧面来看,无论是磷酸铁锂还是NCA三元材料,湿法技术进行有价金属回收后再造得到的正极材料,其比容量这一关键性能指标均优于干法技术修复后得到的正极材料。
3.2 专业化处理回收企业在资源化回收领域具有多方面优势
相较于锂电池生产者,专业化处理回收企业在资源化回收领域具有多方面优势,尤其在专业化处理技术和环保配套等方面:专业化处理回收企业深耕回收领域多年,积累了包括铅蓄电池、镍氢电池、锂电池在内的丰富的回收经验和完善的人才团队,具有采用湿法、干法多种方法来处理不同类型、不同型号废旧锂电池的专业技术;同时,专业化处理回收企业在提供环保综合解决方案方面优势明显,多数企业配备完善的二次污染处理设施,各类排放达到环保标准;此外,部分企业已经具备相关的废弃物处理资质,如危险废物经营许可证。
为提高动力电池回收的经济性,国家在《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》中规定,湿法冶炼条件下,镍、钴、锰的综合回收率应不低于98%;火法冶炼条件下,镍、稀土的综合回收率应不低于97%。国内领先的锂电回收企业邦普集团,主要采用湿法技术,在镍、钴、锰的综合回收率已接近或达到了《规范条件》的要求;综合考虑到其废旧锂电池来源不仅仅是“高品味”的动力电池,邦普集团的高回收率已证明了其代表的专业化处理企业的技术实力。
专业化处理回收企业高度重视研发团队建设,格林美、邦普集团、芳源环保等国内专业回收企业多与清华大学、中南大学、北京工业大学等冶金类强校展开“产学研”合作,并积极引进院士、教授等一批人才。深耕回收领域多年,专业化处理回收企业在干湿法回收技术方面优势明显,具有多项专利。随着废旧动力电池市场的爆发,专业化处理企业的研发储备、规模效应等多方面优势将凸显出来。
动力电池回收过程中产生的二次污染是企业面临的巨大挑战,回收过程中使用的萃取剂,回收过程中产生的废气以及金属提炼后的残渣都会对环境造成污染。专业化处理回收企业的环保配套设施完备,在二次污染防治问题方面已经构建了较为成熟的处理体系。以格林美为例,公司会将回收金属后的残渣与煤矸石、页岩等进行混合、焙烧、压型成环保砖,最大限度地对资源循环利用;同时,格林美在液体污染物处理及水生态修复方面成果明显,具有一套完整的环境生态修复体系。
目前仅对废旧锂电池进行回收,尚未有相关的资质要求。但废旧锂电池中含有镍、钴、锰等重金属元素,对含有某些重金属(如镍元素)的废旧电池组分进行进一步处理,则需具备危险废物经营许可证;此外电解液含六氟磷酸锂,遇水易释放出氢氟酸,对人体和环境具有危害性。2017年5月,国家发布《车用动力电池回收利用拆解规范》,对动力电池的回收资质提出一些具体要求。未来随着相关政策的逐步落地,我们预期危险废物经营许可证等电池回收相关资质将成为专业化处理企业的重要资产与竞争壁垒。
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