光華科技位于汕頭的“廢舊鋰
電池高效綜合利用暨高性能
電池材料建設(shè)項(xiàng)目”預(yù)計(jì)于2022年10月竣工投產(chǎn)。該項(xiàng)目通過濕法處理廢舊磷酸鐵鋰正極片(料)生產(chǎn)碳酸鋰和磷酸鐵,并最終生產(chǎn)1萬噸/年高性能磷酸鐵鋰正極材料。電池聯(lián)盟認(rèn)為,當(dāng)下磷酸鐵鋰電池再生利用的市場(chǎng)前景已初步顯現(xiàn),技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)更多磷酸鐵鋰再生利用項(xiàng)目進(jìn)入市場(chǎng)。
一、磷酸鐵鋰動(dòng)力、儲(chǔ)能電池再生利用的市場(chǎng)前景廣闊。
從動(dòng)力電池裝車量來看,磷酸鐵鋰電池當(dāng)前市場(chǎng)占比超五成。2021年,磷酸鐵鋰電池裝車量累計(jì)79.8GWh,占總裝車量51.7%,同比累計(jì)增長(zhǎng)227.4%;三元電池裝車量累74.3GWh,占總裝車量48.1%,同比累計(jì)增長(zhǎng)91.3%; 2022年1-7月,我國(guó)磷酸鐵鋰電池累計(jì)裝車量78.7GWh,占總裝車量58.6%,累計(jì)同比增長(zhǎng)180.9%;三元電池累計(jì)裝車量55.4GWh,占總裝車量41.3%,累計(jì)同比增長(zhǎng)55.7%。可以看出,2022年兩者裝車量差距較2021年已越來越明顯,磷酸鐵鋰電池裝車增速也遠(yuǎn)高于三元電池。
在儲(chǔ)能領(lǐng)域,磷酸鐵鋰電池在鋰離子電池儲(chǔ)能中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。截至2021年,我國(guó)鋰離子電池儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)達(dá)23GW,其中磷酸鐵鋰電池占比超90%。2022年6月,國(guó)家能源局綜合司發(fā)布《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求(2022年版)(征求意見稿)》,提出中大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站不得選用三元鋰電池。未來磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能市場(chǎng)份額或進(jìn)一步增加。
無論磷酸鐵鋰動(dòng)力電池還是儲(chǔ)能電池,最終都會(huì)進(jìn)入再生利用環(huán)節(jié),再生利用市場(chǎng)前景廣闊。動(dòng)力方面,預(yù)計(jì)2028年磷酸鐵鋰動(dòng)力電池退役規(guī)模將全面反超三元電池,占據(jù)市場(chǎng)主流,2030年將達(dá)160萬噸,達(dá)到三元電池理論退役量的兩倍。儲(chǔ)能方面,考慮到磷酸鐵鋰儲(chǔ)能電池(包括梯次電池)一般不再進(jìn)行梯次利用而直接進(jìn)入報(bào)廢回收環(huán)節(jié),未來磷酸鐵鋰廢舊電池和磷酸鐵鋰廢料產(chǎn)量有望持續(xù)高速增長(zhǎng)。
圖一、磷酸鐵鋰電池和三元電池退役規(guī)模預(yù)測(cè)
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二、磷酸鐵鋰再生利用技術(shù)已日趨成熟,項(xiàng)目收益前景較之前也大幅提高。
國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰再生利用技術(shù)持續(xù)發(fā)展,鋰元素回收率逐步提高,已從80%提高到90%。傳統(tǒng)的硫酸法和硝酸法,所得鋰的浸出率僅為80%。贛鋒循環(huán)通過技術(shù)創(chuàng)新,采用鹽酸法以氯化鋰凈化液的形式回收鋰元素(最終制備電池級(jí)碳酸鋰或磷酸二氫鋰),鋰平均回收率達(dá)90%,目前該技術(shù)已應(yīng)用在其年處理20000噸廢舊磷酸鐵鋰電池項(xiàng)目中。
圖二、贛鋒循環(huán)廢舊磷酸鐵鋰電池回收工藝流程
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國(guó)內(nèi)企業(yè)充分回收利用廢舊磷酸鐵鋰各元素的技術(shù)獲得一定突破。以光華科技為例,其“磷酸鐵鋰正極廢料回收制備電池級(jí)碳酸鋰和磷酸鐵的方法”能夠回收生產(chǎn)電池級(jí)碳酸鋰和電池級(jí)磷酸鐵,其中鋰回收率達(dá)95%以上,可進(jìn)一步制備99%電池級(jí)碳酸鋰;磷、鐵侵出率平均回收率可達(dá) 95%,可制備電池級(jí)磷酸鐵。此外,該技術(shù)利用低酸浸出提鋰除雜,避免低鋰高鹽溶液的產(chǎn)生從而確保鋰的高回收率,大部分母液如飽和碳酸鈉溶液等可返回工藝系統(tǒng)使用,可大幅降低廢液處理量和處理成本。
圖三、光華科技磷酸鐵鋰廢粉再生利用工藝流程
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磷酸鐵鋰再生利用的收益顯現(xiàn),為規(guī)�;瘧�(yīng)用鋪平道路。國(guó)內(nèi)再生利用鋰電池技術(shù)和應(yīng)用項(xiàng)目主要針對(duì)三元電池,涉及磷酸鐵鋰電池再生利用的相對(duì)較少,主要原因是磷酸鐵鋰電池正極材料主要成分為價(jià)值不高的鐵、磷等,而不含回收價(jià)值較高的貴金屬鈷和鎳。2018 年,磷酸鐵鋰濕法回收為虧損狀態(tài),回收收入為 8220 元/噸,利潤(rùn)為-1695 元/噸。2022年,隨著金屬鋰價(jià)格突破300萬元/噸,磷酸鐵鋰再生利用的收益凸顯。以贛鋒循環(huán)20000t/a磷酸鐵鋰電池綜合回收項(xiàng)目為例,鋰價(jià)55萬元/噸時(shí)大致為項(xiàng)目收支平衡點(diǎn);鋰價(jià)突破300萬元/噸,項(xiàng)目單噸利潤(rùn)測(cè)算達(dá)2.78萬元,回收毛利率達(dá) 54%。以中力新能源(光華科技全資子公司)擬建的6萬噸/年磷酸鐵鋰再生利用項(xiàng)目為例,理論測(cè)算單噸凈利潤(rùn)達(dá)3.40萬元,回收毛利率達(dá)30%。相比2018年,磷酸鐵鋰再生利用的理論收益已經(jīng)大大提高,所企業(yè)來說確實(shí)有一定的盈利前景。天奇股份表示,目前測(cè)算的磷酸鐵鋰電池回收項(xiàng)目盈利情況,磷酸鐵鋰回收的實(shí)際收益至少可以與三元電池回收處理的收益水平相當(dāng)。2021年,天奇股份三元電池循環(huán)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入98,847.81萬元,歸母凈利潤(rùn)22,389.10萬元,歸母凈利率超20%。
表一、贛鋒循環(huán)與中力新能源項(xiàng)目收益情況
注:贛鋒循環(huán)項(xiàng)目收入、成本、利潤(rùn)以單噸廢舊磷酸鐵鋰電池為單位,中力新能源項(xiàng)目收入、成本、利潤(rùn)以單噸磷酸鐵鋰廢粉為單位。
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三、技術(shù)規(guī)�;瘧�(yīng)用加速,未來將有更多的磷酸鐵鋰再生利用項(xiàng)目投入市場(chǎng)。
國(guó)內(nèi)企業(yè)在磷酸鐵鋰再生利用項(xiàng)目方面已有布局,未來將有更多的磷酸鐵鋰再生利用項(xiàng)目投入運(yùn)營(yíng)。布局企業(yè)主要分兩類:一類是贛鋒鋰業(yè)、順華鋰業(yè)等已具備一定磷酸鐵鋰再生利用產(chǎn)能,積累了直接項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的企業(yè);另一類具備相關(guān)回收經(jīng)驗(yàn)和渠道,計(jì)劃開拓磷酸鐵鋰再生利用業(yè)務(wù),如天奇股份、天賜材料。其中,天奇股份表示,已儲(chǔ)備專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì),并已攻克磷酸鐵鋰電池回收處理及規(guī)模化生產(chǎn)的技術(shù)難題,投資建設(shè)廢舊磷酸鐵鋰電池處理項(xiàng)目勢(shì)在必行。實(shí)際上,由于磷酸鐵鋰再生利用項(xiàng)目的最終收益是一個(gè)綜合性考量,包括鋰價(jià)情況、碳酸鋰的回收率、產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性以及電池級(jí)磷酸鐵產(chǎn)出情況等,企業(yè)傾向于分期實(shí)施項(xiàng)目或先做短期規(guī)劃,視市場(chǎng)發(fā)展的具體情況再進(jìn)一步規(guī)劃。
表二、國(guó)內(nèi)一些現(xiàn)有/規(guī)劃磷酸鐵鋰再生利用項(xiàng)目
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(責(zé)任編輯:子蕊)
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