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锂资源短缺且价格高昂,实现废旧电池的高效再生利用迫在眉睫

作者:禾木 来源:中国储能网 发布时间:2022-11-14 浏览:

中国储能网讯:当前,磷酸铁锂电池储能在电化学储能中占比超过90%,且占比仍在持续上升,由于当前尚未有其他类型电池具备大规模商业化应用条件,锂资源短缺和价格高昂是当前乃至未来制约我国电化学储能产业发展的主要因素。

随着电动汽车和储能市场的蓬勃发展,锂资源备受各国重视,成为重要的战略资源。我国是世界最大的锂电池生产国,锂资源对外依赖度高达70%。随着国际局势的动荡和地缘政治的不确定性,锂电池也成为部分国家制衡对抗的“武器”。近期,加拿大政府要求中矿资源、盛新锂能、藏格矿业三家中国公司剥离其在加拿大的资产,未来如何实现锂资源的自主可控是亟需解决的问题。与此同时,随着锂资源的短缺,叠加海外锂精矿拍卖价格上涨等因素,电池级碳酸锂价格也不断突破新高,四季度以来,在突破50万元/吨后持续快速上涨,目前价格已经接近60万元/吨。

毫无疑问,降低成本是实现储能产业商业化、规模化应用的先决条件,而磷酸铁锂电池价格在储能电站的建设成本占比超过50%,正极材料在电池价格占比接近50%,锂在电池综合价格中的高占比使得电化学储能行业呈现出“资源控制型”的特征,而技术创新对降低初始投资成本的作用则稍低。锂资源短缺和价格高昂也让未来的电化学储能安全长远发展充满不确定性,《“十四五”新型储能发展实施方案》提出到2025年电化学储能系统成本降低30%以上的目标,如何实现既定目标将是较大的挑战。

面对锂的难题,除了增加国内的锂资源自主供应、坚持储能的多元化技术路线外,实现废旧电池的高效绿色再生利用也是解决锂资源短缺和价格高昂的重要手段。

磷酸铁锂电池寿命与循环次数、使用方式、运行环境温度等因素相关,一般在5-10年居多,随着电动汽车和储能市场的爆发,未来行业将迎来动力和储能电池的大批量退役或报废。宁德时代、比亚迪、亿纬锂能等电池厂家和格林美第三方企业也纷纷布局废旧磷酸铁锂电池的回收业务,实现电池产业链的闭环布局。

2021年之前,由于碳酸锂价格较低,磷酸铁锂回收并不具备经济性,市场规模也较小。去年下半年来,随着碳酸锂价格的一路飙涨,废旧磷酸铁锂电池回收经济性也日益明显,据调研,目前废旧磷酸铁锂电池的回收价格大概在2.5~3万/吨左右,锂的回收率最高可达90%以上。

由于磷酸铁锂的电化学活性属性,电池自身原因或存储、运输等阶段处理不当时,可能存在自燃的风险。因此,在回收前首先需要进行放电失活处理,例如通过盐溶液对废旧电池浸泡,其次对电池进行拆解,将电池壳、负极材料、正极材料以及隔膜等部件拆解分离。

目前,废旧磷酸铁锂电池的回收主要针对正极材料,负极材料和电解液的回收附加值较低、回收成本高等因素尚未引起市场的重视。正极材料回收工艺主要可分为火法冶金、湿法冶金以及直接再生工艺等方法。根据深圳大学等高校、科研单位的研究介绍,火法工艺操作简单,对设备要求不高,但存在耗能高、回收率低且易造成环境污染等问题;湿法冶金工艺较为成熟且能够有针对性地进行选择性回收,回收产物通常纯度较高,缺点是工艺流程复杂,对设备要求较高,能耗较大且成本较高;再生工艺能够更简单、有效地修复正极材料使其恢复原有的电化学性能,但除杂是难点。目前,湿法冶金的商业化程度较高。

当前,不管是行业上游锂矿企业,亦或中游电池企业,还是下游动力汽车厂商和储能集成商,甚至终端用户,都陷入对锂的无限焦虑。寻找价格低廉、绿色环保和回收率高的技术路线实现废旧磷酸铁锂电池的高效再生利用是解决当前锂资源短缺和价格高昂的重要手段,降低废旧电池对环境的影响,实现储能行业的可持续发展。

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关键字:储能电池

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