环保方法可降低回收锂离子电池成本 2020前九月中国锂电池产量125.7亿只

HuangJiang

目前锂电池回收多聚焦于电池正极材料,对于负极和电解液的回收却受到企业忽视。可能因为负极石墨很便宜,所以大家觉得不值得回收,天然石墨的提纯存在高污染高能耗的问题,但回收负极材料后生成具有高导电性的石墨烯材料,在电池等领域有着非常大的吸引力。锂电池石墨负极的回收或会成为企业的重视方向之一。

而现在的锂电池大多使用一种名为钴的稀有和昂贵的金属作为阴极成分的一部分,但开采这种材料需要付出巨大的环境代价。其中一种更环保的替代品被称为磷酸锂离子,而一项新的突破可以进一步提高这种阴极材料的环保性能,一旦用完就可以恢复到原来的状态,而使用的能量只是目前方法的一小部分。

这项研究由加州大学圣迭戈分校的纳米工程师进行,主要研究磷酸铁锂制成的阴极电池的回收技术。通过摒弃镍和钴等重金属,这些类型的电池可以帮助避免这些材料开采地的景观和水源的退化,以及工人暴露在危险条件下。

人们对钴相关问题的认识不断提高,推动了行业的转变,许多人都在寻找替代电池设计,包括IBM和特斯拉这样的大公司,他们今年开始销售采用磷酸铁锂电池的Model 3。这些电池更安全、寿命更长、生产成本更低,不过有一个不足之处是,一旦用完,回收成本很高。

锂电池回收技术原理

回收突破的重点是磷酸铁锂电池性能退化背后的几个机制。当它们被循环使用时,这个过程会推动结构变化,随着锂离子的流失,阴极中产生了空位,同时铁和锂离子也会在晶体结构中交换位置。这就会夹带锂离子,防止它们在电池中循环。

该团队将市售的磷酸铁锂电池单元,并将其耗尽到一半的存储容量。然后,他们将电池拆解,并将所得粉末浸泡在含有锂盐和柠檬酸的溶液中,然后将其冲洗干净,晾干,再在约60至80℃的温度下加热。然后将这种粉末制成新的阴极,并在纽扣电池和小袋电池中进行测试,研究小组发现其性能恢复到初始状态。

这是因为这种回收技术不仅补充了电池的锂离子存量,而且使锂离子和铁离子重新回到阴极结构中的原始位置。这要归功于柠檬酸的加入,它给铁离子提供了电子,减少了通常排斥铁离子移动到原来位置的正电荷。这一切的结果是,锂离子可以被释放出来,再次在电池中循环。

根据该团队的研究,其技术与目前回收磷酸锂离子电池的方法相比,消耗的能量减少了80%至90%,排放的温室气体也减少了约75%。虽然这是一个很好的开始,但该团队表示,还需要进一步研究,以确定收集和运输大量这些电池的整体环境足迹。

根据中研普华《2020-2025年中国锂电池及其负极材料回收再利用市场投资规划研究报告》分析:

锂电池及其负极材料回收市场扩大

近几年,我国锂电池及其负极材料回收再利用产业市场规模急速扩大,由2016年的3.62亿元到2019年的8.73亿元,短短四年时间,增加了5.11亿元,增长140.98%。随着下游行业的更新换代,特别是新能源汽车锂电池报废量的增加,行业市场规模进一步扩大。

近几年我国锂电池负极材料市场产量保持稳速增长的主要原因有:市场增长主要受动力电池市场增长拉动,动力型人造石墨成负极材料市场主要增长点;以贝特瑞、江西紫宸、上海杉杉为代表的企业出口保持增加,尤其是紫宸,随着其产能的释放,对日韩企业的出口量大幅增加。

中国锂电池产量125.7亿只

近日,工信部根据中国轻工业信息中心数据整理了2020年1-9月电池行业运行情况。数据显示,2020年1-9月,全国电池制造业主要产品中,锂离子电池产量125.7亿只,同比增长7.8%;铅酸蓄电池产量16109.2万千伏安时,同比增长12.9%;原电池及原电池组(非扣式)产量293.2亿只,同比下降1.2%。

9月当月,全国锂离子电池完成产量19.9亿只,同比增长26.6%;铅酸蓄电池产量2260.2万千伏安时,同比增长25.2%;原电池及原电池组(非扣式)产量38.6亿只,同比增长7.8%。

此外,在效益方面,2020年1-9月,全国规模以上电池制造企业营业收入5325.9亿元,同比下降4.8%,实现利润总额267.4亿元,同比增长8.3%。

未来几年,我国动力电池企业竞争格局将发生较大变化,且动力电池对负极材料的需求量远大于3C数码电池,人造石墨的应用比例会越来越高。受广大应用前景吸引,多家负极材料企业加大产能扩产,且有一批新进入企业进入。未几年年,负极材料市场竞争将进一步加剧,低端重复产能将被淘汰,拥有核心技术和优势客户渠道的企业才能获得长足的发展,市场集中度将有所提高。预计到2025年锂电池负极材料市场需求量将会达到46.92万吨。

随着环保在政策和产业的流行和支持,锂电池回收将成为一片蓝海市场。

想了解更详实的中国锂电池行业分析请点击中研普华出版的《2020-2025年中国锂电池及其负极材料回收再利用市场投资规划研究报告》

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2020-2025年中国新能源新材料市场发展现状调查及供需格局分析报告

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