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亿纬锂能:梯次利用的关键在电池分选技术和匹配的目标市场

时间:2017-04-05 14:15来源:电池联盟 作者:左右
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      电池联盟(左右 北京报道) 在3月29日至30日举办的“2017第五届汽车动力蓄电池回收再生暨二次电池回收与再生技术研讨会”上,惠州亿纬锂能股份有限公司苑丁丁博士做了题为《亿纬锂能电池梯级和再生利用简介》主题演讲。
  
      苑丁丁博士介绍说:
随着我们国家补贴政策的推出,2015、2016年新能源汽车迎来爆炸式的增长。随着我们电动汽车的增长,对动力电池的需要也迎来一个爆发式的发展,从我们的整个电池行业动力电池水平的发展迎来一个突破性的技术的一个进步。
      所以说,我们现在需要考虑到2020年我们这一批报废电池可能要退役下来,这部分电池如何处理,大概到2020年,整个报废量在12至17万吨的规模,我们动力电池回收目前来看是一个紧迫的问题。
      目前面临的一些问题,就是隔膜和电解液难以回收,负极回收价值也不是特别高,正极的回收价值比较高。现在国家路线是提升电池高比能量,使得目前整个电池材料的发展是朝着一个高镍材料的方向发展,相比与钴元素,我们未来整个电池回收在元素方面的回收积极性或价值会逐渐的降低。
      到2020年磷酸铁锂和钴酸锂市场需要的占比会越来越低,另外,NCM会朝着高镍含量发展。到2020年,可以说材料方面逐渐由钴为主转向至镍为主的材料,元素回收价值逐渐走低,我们需要重新评估一下利润和成本。
      目前,已经出台了许多的国家政策,来应对我们即将面临的电池回收的问题,公司对现有政策做了长时间的跟踪。我们现有国家的政策,包括这些汽车动力蓄电池的行业规范条件,综合利用的规范条件,加快推进再生资源产业发展的指导意见。目前来说我们公司主要是根据电动汽车动力蓄电池回收的技术政策做一些相应的布局,来落实我们生产责任延伸的制度。
      首先是我们知道动力电池编码制度,是一个可以保证退役电池实现高比例的回收,使动力电池流向正常的交易渠道,而不出现铅酸电池回收的乱象。结合公司已有的ERP系统和OA系统,通过从去年初开始导入的MES系统,我们可以实现工厂电池生产的数据化和智能化,可以保持我们的电池或电池包编码的唯一性和可追溯性。
      其次,在电池包的绿色回收设计方面,一方面,针对18650电芯我们采用软连接结构技术,此结构可以保障电池回收过程中的易拆解性,利于回收。另一方面,磷酸铁锂方形铝壳电池,通过模组标准化,可以与我们的储能系统设计相一致,也有利于降低电池回收的复杂度和成本。我们通过这样两种结构,可以利于我们整个电池系统的回收,实现了绿色设计理念。
      我们的主要业务是生产高品质电芯服务于车企,在合作中,我们需要提供电池回收的方案。一方面汽车企业作为生产者延伸的主要责任,但对车企来讲,他要实现电池的回收相对来说还是比较难的,而对于我们来讲,我们有电池梯级利用一整套产能,包括我们的检测设备,生产设备;另外,我们对自己的电池熟悉,对电池的性能评估有经验。因此,作为电池企业,我们可以发挥出很好的作用。然后我们通过汽车厂的 4S店,可以建立相应的回收网络。这是我们规划的电池回收的流程:首先,经过大数据化的电池包信息登记,通过车厂的后台调取我们电池运用的数据,来确定我们电池的性能,或者利用相应的测试产能,对我们的电池包做一些检测评估,判别是否可以实现整体的电池包级别的梯次应用或则进行拆解;其次,这也适用与模组和电芯。
      下面介绍一下我们公司在电池梯级和再生技术方面的思考,电池回收可以分为梯级利用和再生利用。梯级利用是我司重点考虑的问题,我希望电池包可以实现整包级别或者模组级别的梯级利用。对于单体级别梯级利用是不看好的,如果单体拆解一整套的流程走下来,一方面成本比较高,另一方面在整个电芯拆解的过程中,势必会用到各种切割或则打磨,可能会产生察觉不到的各种各样的问题,可能对电池的性能会产生巨大的影响。
      虽然我们倾向于电池包级别,进行梯级利用,但面对的问题是比较多的,其中最主要的问题,是否有这样的市场可以匹配我们的电池系统级别的运用。目前来看,电池包经过简单的拆解得到电池模组,我们目前是比较看好这块的,因为模块层级扩展性比较好,可以适用于不同的市场。
       在梯次利用方面,我们需要解决一些比较大的科学技术问题:第一个是梯级电池的分选技术问题,对于专业的电池汽车来说,我司可以把分选技术做的很好。一方面,我们比较了解我们的电芯,另一方面我们有相应的检测设备,保证我们的电芯可以得到比较好的分选,从而保证梯级利用的寿命和较低的成本;第二个需要关注的问题是梯级目标市场的匹配性,如何找到匹配的市场来使用我们梯级的电池包或者电池模组,而不需要拆解到电芯才能得到应用。第三是梯级电池成组的技术,我们已有相应的新电池产线,可以适用于梯级电池成组,因此,这方面不是一个问题。第四面临的另一重大问题是电池管理系统的可重复利用性,现有的BMS都是针对某一个电动汽车而进行的设计,大部分采用一些主从式或集中式的电池管理系统模块,而这又不适用于储能应用。后期我们的规划分布式的电池管理系统,模组梯级利用时,匹配一个相对来说扩展性比较好的主板,就可以实现对整个的储能应用系统的的管理。
      在再生利用方面,目前来说,我们在这一块的研究处于起步阶段。通过长时间的调研,我们倾向于通过比较“简单粗暴”方法,来实现我们电池的元素回收。现有的湿法工艺虽然可以实现元素比较好的分离,但整个工艺的复杂性还是比较大的,我们现在比较看好火法工艺。对于磷酸铁锂的再生利用,材料的修复的方法需要进一步的研究,这是比较适合磷酸铁锂的方法。
      下面简要介绍下我们公司的产品:包括三类电芯:方形铝壳磷酸铁锂和18650圆柱三元和软包三元,我们的目标到是在2017年形成9GWH产能。我们通过技术创新和智能制造两种手段,提高我国的电池技术水平和生产智能化,保证电芯技术先进性和质量性能的一致性。谢谢!
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