Usredotočite se na industrijski lanac: kako reciklirati litij{0}}ionske baterije?
2.1. Politika se poboljšava, a standard i cijena su temeljna ograničenja
In December 2016, the Ministry of Industry and Information Technology announced the "Interim Measures for the Administration of Recycling and Utilization of Power Batteries for New Energy Vehicles" (draft for comments), which clarified that automobile production companies should assume the main responsibility for the recycling and utilization of power batteries. The Extended Producer Responsibility System (EPR) refers to extending the responsibility of the producer to the entire life cycle of the product, especially the post-consumer recycling and recycling stage, requiring the producer to take responsibility for the entire life cycle of the product, and to integrate production and production. The recycling is connected in series to improve the recycling rate.
In July 2018, seven departments including the Ministry of Industry and Information Technology and the Ministry of Science and Technology jointly issued the "Notice on Doing a Good Job in the Pilot Work of Recycling and Utilizing Power Batteries for New Energy Vehicles", and decided to launch the pilot program in the Beijing-Tianjin-Hebei region, Shanxi, Shanghai, Jiangsu, Zhejiang, Anhui, Guangdong, etc. 17 regions and my country's iron towers have carried out pilot work on the recycling of new energy vehicle power batteries, and determined the corresponding goals and tasks of each pilot region, which will help to establish a relatively centralized and cross-regional recycling system. With the successive introduction of relevant policies, the power lithium-ion battery recycling system will also be accelerated to improve. The launch of the pilot work of power lithium-ion battery recycling marks that my country's power lithium-ion battery recycling has entered a stage of large-scale implementation.
In July 2020, the Ministry of Industry and Information Technology announced the "Key Points for Energy Conservation and Comprehensive Utilization of Work in 2020", requiring to promote the construction of a new energy vehicle power battery recycling system; to carry out in-depth pilot work, and to accelerate the exploration and promotion of a recycling market with strong technical economy and environmental friendliness To develop a new energy vehicle model, cultivate a group of backbone companies for power battery recycling; research and formulate the "Administrative Measures for the Echelon Utilization of New Energy Vehicle Power Batteries", and establish a product evaluation mechanism for echelon utilization; ", improve regulations, and urge companies to speed up the fulfillment of traceability and recycling responsibilities. The improvement of the evaluation mechanism and laws and regulations of the power lithium-ion battery recycling system indicates that the framework of my country's power lithium-ion battery recycling system is becoming more and more mature.
Iako se dizajn najviše{0}}razine postupno poboljšava, trenutačno recikliranje energetskih litij{1}}ionskih baterija ograničeno je sljedeća tri problema, što otežava razvoj politike:
1. Standard mjerenja preostale vrijednosti baterije teško je procijeniti: kapacitet baterije litij{1}}ionske baterije postupno će se raspadati tijekom cikličkog procesa punjenja i pražnjenja, a kada raspad padne ispod 80 posto , doći će do stanja umirovljenja. Trenutno, SOH (Stanje--zdravlja) snage litij-ionske baterije ima mnogo značenja, uključujući značenje prema smanjenju kapaciteta, značenje preostalog broja ciklusa prema preostalom kapacitetu pražnjenja, a značenje prema unutarnjem otporu. Stoga kreatori politike imaju određenih poteškoća u standardnom određivanju preostale vrijednosti energetskih litij{6}}ionskih baterija.
2. Promjene cijena metala utječu na ekonomiju recikliranja materijala: fluktuacije u cijenama metala u konačnici će odrediti dobit i gubitak tržišta recikliranja energetskih litij{1}}ionskih baterija, a na cijene metala utječu sveobuhvatni čimbenici kao što su opskrba resursima, tehnološki napredak i nizvodna tržišta. Proizvodni ciklus, tako da su cijene metala odlučujući čimbenik u tržišnoj-recikliranju energetskih litij-ionskih baterija, što ne utječe samo na poslovni model energetskih litij-ionskih baterija, već također utječe na učinkovitost formuliranja i provedbe politike.
3. Tehnički standardi za kaskadno korištenje: Važna metoda recikliranja litij-željezo-fosfatnih baterija je kaskadno korištenje. Čimbenici kao što su metode kaskadnog korištenja i sigurnost su mučili formuliranje standarda. Previsoki standardi će uzrokovati smanjenje tržišta za kaskadnu uporabu. Ne doprinosi dugoročnom-razvoju ešalonskog tržišta korištenja.
Stoga se ta pitanja moraju kontinuirano sažimati i dati povratne informacije u praksi kako bi se dodatno poboljšali standardi politike i poslovni modeli.
2.2. Kanali za recikliranje i metode recikliranja litij{2}}ionskih baterija
Postoje različiti sudionici i putevi recikliranja u procesu recikliranja energetskih litij{0}}ionskih baterija. To je uglavnom zbog razlika u metodama prodaje, oblicima upotrebe i vlasništvu između različitih litij{1}}ionskih baterija. Trenutno, u mojoj zemlji, kanali za recikliranje energetskih litij{2}}ionskih baterija uglavnom uključuju male tvrtke za recikliranje, profesionalne tvrtke za recikliranje i vladine centre za recikliranje. Posljednjih godina, kako bi se reguliralo tržište recikliranja energetskih litij-ionskih baterija, moja je zemlja sukcesivno izdavala relevantne tehničke standarde za rastavljanje i recikliranje energetskih litij-ionskih baterija:
Pozivajući se na puteve recikliranja baterija u razvijenim zemljama u Europi i Sjedinjenim Državama, proizvođači litij{0}}ionskih baterija često preuzimaju važnu odgovornost za recikliranje baterija, dok proizvođači električnih vozila i tvrtke za leasing baterija među subjektima koji sudjeluju igraju ulogu u suradnji s proizvođačima električnih litij{1}}ionskih baterija u recikliranju. Prema razlici sudionika u putu recikliranja litij-ionskih baterija od potrošača do proizvođača električnih litij-ionskih baterija, teoretski se može podijeliti na tri reciklažne rute.
Prvi put recikliranja je recikliranje otpadnih litij{0}}ionskih baterija preko prodavača električnih vozila; drugi put recikliranja je recikliranje putem tvrtki za leasing baterija, a otpadna energija litij-ionskih baterija na kraju dolazi do napajanja proizvođača litij-ionskih baterija kroz gornja dva puta recikliranja (Neki proizvođači također mogu zajedno formirati savez proizvođača) za recikliranje; treći put recikliranja na kraju teče prema trećim-tvrtkama za recikliranje-treće strane za recikliranje, ali se treće strane za recikliranje oslanjaju na samostalne -utičnice za recikliranje litij-ionskih baterija koje su uspostavile vlastite snage.
Konkretno, prema gornja tri puta recikliranja, s obzirom na teoriju obrnute logistike, mogu se uspostaviti različiti načini rute recikliranja litij{0}}ionskih baterija. Način recikliranja proizvođača litij-ionskih baterija koje predstavlja Japan (uključujući trgovce električnim vozilima i tvrtke za leasing baterija) i način recikliranja industrijskih saveza koje predstavljaju europske i američke zemlje (električni litij-ion proizvođači baterija zajedno formiraju savez za recikliranje) i način recikliranja treće strane. Što se tiče različitih tipova tvrtki, zbog razlika u trenutnoj situaciji poduzeća, treba odabrati različite načine reciklaže prema stvarnoj situaciji kako bi se maksimizirale koristi.
2.2.1. Kaskadno korištenje i rekuperacija metala litij-željezo-fosfatnih baterija
Postoje dvije glavne metode korištenja nakon recikliranja litij-željezo-fosfatnih baterija: kaskadno korištenje i demontažno recikliranje. Ove dvije metode se međusobno ne isključuju, već se nadopunjuju. Kaskadno korištenje otpadnih baterija odnosi se na proces u kojem se energetske litij{0}}ionske baterije mogu nastaviti koristiti u odgovarajućim radnim položajima popravkom, ponovnom ugradnjom ili ponovnom proizvodnjom kada dosegnu predviđeni vijek trajanja, a ovaj proces je općenito aplikacija iste razine ili niža ocjena. oblik.
The dismantling and recycling of used batteries mainly refers to the dismantling of used batteries through chemical, physical or biological means and recycling of the available resources. In February 2017, the "Interim Measures for the Administration of Recycling and Utilization of New Energy Vehicle Power Batteries" issued by the state mentioned that battery production companies are encouraged to cooperate with comprehensive utilization companies. Carry out multi-level and multi-purpose rational utilization of waste power batteries.
Otpadna litij-željezo-fosfatna litij{0}}ionska baterija se prvo reciklira u kaskadi, a zatim se demontira i reciklira, što će povećati vrijednost baterije nakon stavljanja iz pogona. Učinkovitost litij{1}}ionske baterije će slabiti s povećanjem broja upotreba, ali kada energična litij{2}}ionska baterija ne može zadovoljiti standard upotrebe električnih vozila i povuče se, njezine performanse (kapacitet baterije) često padne samo na 80 posto izvorne izvedbe. Kada se performanse baterije i dalje održavaju na 80 posto -20 posto , povučene litij-ionske baterije mogu se koristiti u područjima električnih vozila male snage, pohrane energije u mreži i skladištenja energije u kući zauzvrat nakon relevantnog testiranja i evaluacije. A kada izvedba baterije padne na 20 posto, može se ukinuti.
U sadašnjim uvjetima, još uvijek postoje velike poteškoće u tehnologiji i tržištu za kaskadnu upotrebu umirovljenih energetskih litij{0}}ionskih baterija.
(1) S tehničkog stajališta, energetske litij-ionske baterije i baterije za pohranu energije slijede različite tehničke standarde, a područje skladištenja energije ima visoke zahtjeve za temperaturne performanse baterija, dok djelomično povučene litijeve snage{{ 2}}ionske baterije možda ne ispunjavaju zahtjeve za korištenje baterija za pohranu energije. Uspostava modela predviđanja vijeka trajanja baterije na temelju analize mehanizma opadanja kapaciteta nije savršena, što rezultira poteškoćama u procjeni i detekciji gradijenta korištenja povučenih litij-ionskih baterija.
(2) From the market point of view, the establishment of a reverse logistics system for cascade utilization is more complicated, and there are many links involved. It is more complicated than direct physical, chemical, and biological dismantling and recycling, and consumers' psychological acceptance of cascade utilization batteries is relatively high. Low.
U usporedbi s ešalonskom upotrebom, rastavljanje i recikliranje penzionisanih litij{0}}ionskih baterija relativno je zrelo u tehnologiji. Tehnologija obrade otpadnih litij{1}}ionskih baterija može se podijeliti na fizičke, biološke i kemijske metode; fizičke metode uključuju metodu flotacije drobljenja i mehaničku metodu mljevenja, ali učinkovitost odvajanja je iznimno niska, a oporavak vrijednih metala općenito zahtijeva naknadni-proces obrade; Biološke metode koriste mikrobiološki katabolizam za postizanje selektivnog ispiranja i obnavljanja metalnih iona, ali biološke metode su u osnovi još uvijek na razini laboratorijskih istraživanja i udaljene su od velikih-primjena.
Glavne metode rastavljanja i recikliranja u osnovi su kemijske metode, uključujući tri procesa obrade, tretman požarom, mokri tretman i popravak i regeneraciju elektroda. Obrada požara je relativno primarna metoda obrade otpada. Važan princip je da visoko{0}}spaljivanje baterije nakon rastavljanja ili drobljenja čini da se organska tvar u bateriji oksidativno razgrađuje, a metalni elementi u materijalima elektroda i materijalima za pakiranje pretvaraju se u stabilne metalne okside. Zatim odvojite i reciklirajte. Mnogo je povezanih istraživanja o tehnologiji mokre obrade. Važan princip je korištenje otopine kiseline i otopine lužine za otapanje materijala elektrode, a zatim ostvariti odvajanje i pročišćavanje svakog elementa u tekućoj fazi. Proces popravka i regeneracije elektroda je proces liječenja koji se pojavio posljednjih godina. Materijali elektroda u otpadnim litij-ionskim baterijama rastavljaju se i odvajaju te obrađuju elektrokemijskim ili fizikalno-kemijskim metodama kako bi se obnovila njihova oštećena struktura i elektrokemijska svojstva, tako da se materijal može ponovno koristiti za uporabu ili kao prekursor za pripremu novih elektrodnih materijala.
2.2.2. Obnavljanje katodnog materijala i regeneracija ternarne baterije
Trenutačno se tehnički put obnavljanja i regeneracije materijala ternarne katode uglavnom dijeli na sljedeća dva oblika:
Fizički popravak i regeneracija. Za materijale ternarne katode koji gube samo aktivni litijev element, litijev element se izravno dodaje i popravlja i regenerira visoko{0}}sinteriranjem; za katodne materijale s jakim raspadom kapaciteta i promjenama površinske kristalne strukture, provode se hidrotermalna obrada i kratkotrajno-visokotemperaturno-sinteriranje. regeneracija;
Postoje tri glavne metode za metalurško recikliranje: vatreno, mokro i bioluženje. Među njima, vatrena metoda ima veliku potrošnju energije, gubitak vrijednih komponenti i pojavu otrovnih i štetnih plinova; metoda biološkog ispiranja ima slab učinak tretmana, dug ciklus i poteškoće u uzgoju bakterija; za razliku od toga, mokra metoda ima visoku učinkovitost i pouzdan rad. , mala potrošnja energije, nema otrovnih i štetnih plinova i druge prednosti, pa je primjena češća.
2.3. Kamen s drugih planina, način recikliranja litij{2}}ionskih baterija u inozemstvu
2.3.1. Sjedinjene Američke Države: Zdravi zakoni o recikliranju baterija i popularizacija znanja o recikliranju
Zakoni o recikliranju rabljenih baterija u Sjedinjenim Državama su zdravi, a sustav relevantnih zakona uključuje saveznu, državnu i lokalnu razinu. Tri razine zakona međusobno se nadopunjuju i reguliraju, što pravni sustav za recikliranje baterija u SAD-u čini savršenim, sveobuhvatnim i specifičnim.
Na saveznoj razini, vlada regulira proizvođače baterija i tvrtke za recikliranje otpadnih baterija izdavanjem licenci.
At the state level, most states have adopted battery recycling regulations proposed by the Battery Council International (BCI) to guide retailers and consumers by participating in pricing mechanisms for used battery recycling. For example, the New York State Rechargeable Battery Act and the California Rechargeable Battery Recycling Act require rechargeable battery retailers to recycle consumers' disposable rechargeable batteries at no charge.
Na lokalnoj razini, većina gradova u Sjedinjenim Državama donijela je propise o recikliranju električnih baterija kako bi ublažila opasnost po okoliš korištenih baterija. Američko međunarodno vijeće za baterije donijelo je Zakon o upravljanju baterijskim proizvodima, koji je stvorio sustav depozita za recikliranje baterija kako bi se potrošači potaknuli na prikupljanje i vraćanje rabljenih baterija.
There are many institutions in the United States to popularize the recycling knowledge of used batteries, and the national recycling awareness is generally strong. Take the National Battery Council International (BCI) as an example. As an authoritative third-party organization for battery recycling, the organization not only coordinates battery recycling in various states, but also details the popularization of battery recycling classification process and specifications. . BCI has a large number of documents and pictures on its official website to guide the battery recycling of individuals and companies, and, due to the different recycling methods of lead-acid batteries and lithium-ion batteries, BCI's process guidance even includes guidance for individuals and companies in recycling batteries. The distinction between lead-acid batteries and lithium-ion batteries.
2.3.2. EU: Sustav odgovornosti proizvođača plus sustav saveza
Europska unija bila je prva regija koja se usredotočila na recikliranje baterija i poduzela mjere. Godine 1991. uvedena je Direktiva o baterijama i akumulatorima koji sadrže određene opasne tvari, koja je propisivala da se te baterije trebaju reciklirati zasebno. EU je rano počeo s recikliranjem 3C baterija i olovnih{2}}kiselinskih baterija te je prikupio mnogo relevantnog relevantnog iskustva. Godine 2006. uvedena je politika obrade i recikliranja otpadnih baterija (2006/66/EZ), a formiran je i prateći sustav (sustav proširene odgovornosti proizvođača) u kojem su tvrtke za proizvodnju energetskih litij{6}}ionskih baterija bile odgovorne za glavne tijelo za reciklažu. Među njima, u Njemačkoj, svijest o odgovornosti proizvođača i podjela rada za recikliranje očito su izvor moći. Naglasak na recikliranju energetskih litij-ionskih baterija učinio je Njemačku postigla izuzetna postignuća u pravnom sustavu, podjeli odgovornosti i tehničkim putovima za recikliranje baterija.
The integration of responsibility, obligation and law is the foundation of Germany's complete power lithium-ion battery recycling system. The German government has promulgated the Recycling Act in accordance with directives such as the Waste Framework Directive (Directive2008/98/EC), the Battery Recycling Directive (Directive2006/66/EC), and the End-of-Life Vehicle Directive (Directive2000/53/EC). , "Battery Recycling Law", "Scrap Vehicle Recycling Law" and a series of relevant recycling laws.
Pod ograničenjima relevantnog pravnog okvira, sustav recikliranja otpadnih baterija u Njemačkoj ima jasnu podjelu rada. Proizvođači, potrošači i reciklaži u lancu industrije imaju odgovarajuće odgovornosti i obveze. Baterije proizvedene ili uvezene od strane proizvođača baterija moraju biti registrirane kod vlade, daljnji distributeri su odgovorni za izgradnju mreže za recikliranje baterija, a korisnici su također dužni vratiti rabljene baterije odgovarajućim agencijama za recikliranje.
In addition, Germany places great emphasis on the "extended producer responsibility system" in power recovery. For example, Volkswagen, BMW and other new energy vehicle manufacturers actively recycle used batteries. Among them, BMW is committed to realizing the power lithium-ion battery value chain by establishing an industrial closed loop. In this value chain, from battery production raw materials, battery research and development, battery production, battery installation, to battery recycling to obtain valuable battery production raw materials , forming a closed loop to maximize the value of power lithium-ion batteries.
At the same time, BMW has also cooperated with Umicore, Vattenfall, Bosch, NextEra, etc. to explore the cascade utilization of retired power lithium-ion batteries in energy storage systems. BMW has successfully achieved energy storage grid stabilization by using the waste power lithium-ion batteries of the BMW i3 and MINIE prototypes. A total of 700 BMW i3 batteries are stored at its energy storage yard at the BMW Group's Leipzig plant, demonstrating that at the end of a car's battery life, profits can be made by giving the batteries a second life (as part of a sustainable energy model) .
2.3.3. Japan: Recycling mode of power lithium-ion battery under the development of "preparing for a rainy day"
Pogođen nedostatkom sirovina, Japan je svjetski lider u recikliranju rabljenih baterija. Recikliranje baterija u Japanu
