近年来,随着新能源汽车产业的快速发展,作为动力电池的锂电池的产量也呈现出不断增长的趋势。井喷式增长。锂电池的寿命约为5至7年,这也孕育了巨大的锂电池回收市场。中商产业研究院报告显示,2020年我国废旧锂电池中钴、镍、锰、锂、铁、铝等金属回收创造的市场规模预计将突破100亿元,达到2023年250亿元。如果您喜欢一品知识产权的文章,可以关注一品知识产权免费查询商标。更多精彩信息等着您!
从市场来看,锂电池是目前应用广泛的电池,主要是锂离子电池,可分为按正极材料不同可分为锂锰电池、钴酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池等。对于不同类型的锂电池,采用的回收方法也不同。例如,磷酸铁锂电池仅含有锂。虽然直接回收锂的价值不高,但其循环性能和稳定性良好,因此可以先采用梯度利用方式充分利用,然后报废回收;三元锂电池含有镍、钴、锰等高值金属,但其回收利用和安全性较差,不适合梯度利用,可直接报废。资源转换。本文基于专利文献分析,探讨废旧锂电池回收利用的发展,以期为相关企业提供参考。
国外起步早,拥有很多核心技术hnologies
锂离子电池诞生于 20 世纪 70 年代,直到 90 年代才开始商业化。由于早期的锂电池主要以纽扣等小型电池形式使用,且使用量较小,回收价值较低。回收方法与其他电池类似。物理分解后,采用酸等提取方法。因此,现阶段锂电池回收的专利申请较少。全球每年专利申请量约为20项,湿法冶金主要用于提取高价值金属。
2009年以后,随着电动汽车和电子产品的广泛使用,锂电池的使用量急剧增加,每年与锂电池回收相关的专利申请数量也增加到近百项。日本住友金属、日矿金属、丰田、比利当时、优美科、德国默克、韩国G生态资源研究院以及包括中国在内的全球主要锂电池市场的多家企业都在从事锂电池回收利用的研究。相关专利申请涉及废弃锂电池前沿领域。锂电池回收加工、正极材料分离、有价金属提取、电解液处理等环节。
不同的公司有不同的电池回收技术。以日本住友金属为例。作为特斯拉和丰田汽车电池正极材料供应商,其早期主要采用高温焙烧结合破碎、筛分等干法回收技术。从锂电池电极中冶金回收镍和钴。但由于这种处理消耗能量高,且不易回收锂、铝等金属,因此住友金属开始采用湿法处理回收锂并进行研究关于萃取剂。另一家日本公司Nikko Metal主要进行湿法冶金研究,利用溶剂萃取法高效分离回收锂电池废料中的镍、钴、锰、铜、铁、铝和锂。
2013年后,国外企业的相关研究更倾向于提高电池回收过程的环保性和经济性,如使用低毒甚至无毒溶剂、简化回收过程、处理含氟电解质。加工和回收技术尚未取得明显突破。行业方面,电池回收企业与下游电池应用企业在电池回收方面的合作不断加强。例如,住友金属与丰田、优美科以及宝马、奥迪等国际车企在电池回收方面达成战略合作,推动电池伙伴的回收利用里亚尔。闭环运作,优美科等外资企业也开始在中国进行产业布局。
国内专利起步较晚,增长较快
国内锂离子电池回收利用专利申请从2001年开始提交,总体呈逐年增长趋势。其中,2001年至2008年期间,我国相关专利申请总量较少。 2009年以后,相关专利申请量大幅增加,从原来每年40余件增加到400余件,且仍处于快速增长阶段。可见,国内锂电池回收利用专利申请虽然较晚,但发展趋势与国外基本一致。
与国外企业不同,中国企业新能源汽车动力电池前期主要以磷酸铁锂为主,而相关专利布局主要集中在废旧锂电池的湿法冶金回收领域。而涉及干法冶金、电池放电拆解等预处理工艺、电解液回收等方面的专利相对较少。值得注意的是,虽然国内企业相关专利申请总量较大,但申请人平均专利申请数量较低,且相关专利申请集中在国内,缺乏国际市场布局意识。
随着国内企业更加追求环保、低碳、可持续发展,对具有再利用价值的锂电池材料的回收研究意识不断增强,如合肥国轩高科、格林美、邦普回收等、天齐锂业、比亚迪等多家国内企业均参与相关技术研发。值得一提的是,大学高校和科研院所在相关领域的专利申请数量多于企业,如中南大学、中科院过程工程研究所、南开大学、清华大学等。与国外企业相比,联合研发数量而中国企业和科研院所提交的专利申请相对较少。这在一定程度上反映了两者研究方向的差异和合作的不足。未来企业和科研还需进一步加强。研究所之间的联合技术研发。
产业方面,我国已经出现了一些电池回收企业与应用企业的合作,并加快了该领域技术的推广应用,如邦普回收与宁德时代、合肥国轩高科等-Tech 和甘肃金川,Howev呃,还应该看到,国内锂电池回收真正的发展高峰还没有到来,国内大部分企业还处于起步阶段,技术水平较低,产业化水平较低。笔者认为,由于磷酸铁锂电池不含镍、钴、锰等高值金属,单纯回收铁、锂元素的经济效益并不高。然而,目前从事锂电池回收研究的企业较多,且产业规模普遍较小,技术实力较弱,因此在锂电池回收市场爆发之前,如何增强自身竞争力,提高回收效率,让企业生存下去可能成为国内相关企业面临的首要问题。
综上所述,无论是从行业增速还是锂电池回收技术进展来看,全球锂电电池回收还处于起步阶段,随着废旧锂电池的增加以及相关政策对锂电池回收的推动,未来几年锂电池回收必然会快速发展。与此同时,中国作为全球最大的锂电池消费市场,正在吸引越来越多的国外企业参与,市场竞争将日益激烈。
笔者建议,面对日益加剧的市场竞争,国内相关企业应未雨绸缪,苦练内功,提高综合实力。技术方面,首先,提高废旧锂电池回收直接再利用的能力,简化回收流程,降低废旧电池回收成本;其次,提高有价金属的回收率,通过加强与大学的技术合作,提高有价金属的回收率。城市和科研机构。再生产品性能,从而推动锂电池回收经济效益的提高,同时加快三元锂电池回收技术研究,提前布局三元锂电池回收利用。行业方面,要深化与下游应用企业的合作,缩短与再生材料目标市场的距离,完善废旧锂电池材料的回收再利用机制,构建从研发、生产、应用的闭环到锂离子电池的回收利用。产业链上,此外还可以拓展电池回收材料的应用领域,提高回收废旧电池的利用价值。