The lack of power lithium battery industry: battery recycling

Авторы: Iflowpower –Портативті электр станциясының жеткізушісі

Жаңа энергетикалық көліктердің дамуы динамикалық литий-иондық аккумуляторлар өнеркәсібінің үлкен дамуына түрткі болды және 2014-2015 жылдар аралығында өнім бірнеше есе өсті. 2015 жылы аккумулятор өнеркәсібіне салынған инвестиция шамамен 1 миллиард юань болды. Көптеген батареялар, 5, 6 жыл, жаппай жою кезеңіне кіреді, кім қайта өңдейді? Қайта өңдеу өнеркәсібі қайда? Өкінішке орай, қазір бұл екі мәселенің жауабы жоқ.

Өткен жылы әлемге жауы бар еліміз рекорд жасады: жаңа энергетикалық автокөліктерді шығару және сату. 2015 жылы менің елімнің жаңа энергетикалық көлік өндірісі 340 500-ге жетті, ал әлемдік өндіріс 500 000 көліктен енді ғана асты. Сатылым көлемі 3 311 миллионға жетті, оның ішінде таза электромобильді өндіру мен сату 254 600-ге және 247 500-ге жетті (қалғандары енгізілген).

Жаңа энергетикалық автокөлік нарығының үлесі 1% -дан асады, кез келген стандартқа сәйкес, жаңа энергетикалық көліктің ауырсынуының нарықтық өсіру кезеңі тарихқа айналады, кең ауқымды танымалдылық кезеңіне кіреді. Бір жыл өндіру және сату барлық жылдардағы сыйлықақыдан асып түсті, жарылғыш раушанның өсіп келе жатқаны сөзсіз. Жаңа энергетикалық автокөлік (шын мәнінде, электромобиль негізінен) өнеркәсіп тізбегі тез құрылды және динамикалық литий-иондық аккумуляторларды өндіру бұрын-соңды болмаған шың кезеңіне енді.

Айта кетейік, коммерциялық көліктер 102 500 дана шығарды, оның ішінде 6-8 метр Чжунба автокөлігі коммерциялық көліктердің 80 пайызын алып жатыр. Соңғысы орталық трансферттік төлем мен жергілікті қаржылық субсидиялардағы «сұраныс жарылыс» құбылысына байланысты. Коммерциялық көліктердің абсолютті саны жеңіл автокөліктерге қарағанда аз болғанымен, пайдаланылған батареялардың саны құйылады: коммерциялық көліктер 70% қуатты литий-иондық аккумуляторды пайдаланады.

Батареяны қайта өңдеудің техникалық жолы жетілмеген және қуатты литий-иондық батареяға рұқсат етілмейді. Дегенмен, 5 немесе 6 жылдан кейін қуаттандырылған литий-ионды аккумулятордың қуат сақтау сыйымдылығы шамамен 80% дейін төмендейді, бұл өмірге және пайдаланушы тәжірибесіне әсер етеді, оны ауыстыру уақыты келді. Қуатты литий-иондық аккумулятордың толық қызмет ету мерзімі қаланың қызмет ету мерзімінен ұзағырақ, 20 жылдан астам болуы мүмкін.

Оның қызмет ету мерзімі әдетте зарядтау мен разряд санына сәйкес есептеледі, ал аккумулятордың оң және теріс мәндері өте әртүрлі және заряд пен разрядта үлкен айырмашылық бар. Қуатты литий-ионды аккумулятор қорғасын-қышқылды аккумуляторларды, никель-сутектік аккумуляторларды, литий-ионды аккумуляторларды және отын қуатын беретін литий батареяларын (соңғысы Toyota дерлік бірегей технологиясы) тәжірибелі. Қорғасын-қышқылды аккумулятордың құны төмен, сенімді өнімділігі, қалпына келтірілген өңдеу технологиясы бар, бірақ энергия мен цикл, қорғасын-қышқылды аккумулятордың төмен жылдамдықтағы қысқа қашықтыққа жүретін көліктер немесе жұмсақ аралас электр көліктері үшін маңыздылығы сияқты факторлар әсер етеді.

Егер сіз азырақ пайдалансаңыз да (тәулігіне 30 километрден аспайтын), қорғасын-қышқылды аккумулятордың қызмет ету мерзімі шамамен 2 жыл. Сонымен қатар, бұл өндіріс және қалпына келтіру процесінде қоршаған ортаны қатты ластайды, ал қорғасын-қышқылды аккумуляторлар литий-иондық аккумулятордың негізгі желісінен шығарылды. Никель-сутекті аккумуляторларды Toyota, Ford және General компаниялары белсенді түрде алға тартады.

Фордтың RMger таза электр көлігі мен Toyota Priith гибридті көлігінің барлығы никельді гидродинамикалық литий-ионды аккумуляторды пайдаланады, бірақ аккумулятор аз және сутегін сақтау қиын, әдетте гибридті көліктерге көмекші қуат ретінде қолданылады, таза электромобильді қолдану қиын. 2006 жылдан бері шын мәнінде үлкен желі литий-иондық қуатты литий-иондық батареялардың ең жоғары энергия тығыздығы болып табылады. BYD сияқты литий темір фосфатты иондық батарея.

Айта кету керек, BYD аккумуляторды қалпына келтіруге арналған техникалық құралдарды бермейді. Отын қуатының литий аккумуляторына келетін болсақ, Toyota-да қазірдің өзінде қайта өңдеу құралдары бар, бірақ менің елімде қысқа мерзімде коммерциялану жоқ. Сондықтан, біз алдында тұрған маңызды мәселелер әлі де литий-ионды қуатпен жұмыс істейтін литий-иондық батареяларды қайта өңдеу болып табылады.

Тіпті литий-ионды аккумуляторды ғана қарастырғанның өзінде, өте күрделі техникалық жолдарды қайта өңдеуге әкелетін ұяшық түрі де көп. Алдымен батареяны алдын ала өңдеу керек, оның ішінде разряд, бөлшектеу, ұнтақтау, сұрыптау. бөлшектеу кейін пластикалық және металл корпусын қалпына келтіруге болады, бірақ құны жоғары: қалдық кернеу әлі (18650 батареяларды қоспағанда) жүздеген вольт жоғары, өйткені, тәуекел бар; аккумулятор корпусы қауіпсіз, қаптама алынбайтын түрінде.

Аяқтарды жақсы ашыңыз. Алдын ала емдеу сілтемесі тұрғысынан, бұл, әрине, сауатты сату. Литий-ионды батарея болса да, оң материал да бес гүл, негізгі ағын литий кобальтаты, литий марганец қышқылы, литий никель-кобальт-оксанат, литий темір фосфаты және т.б.

Қышқыл-негіз ерітіндісінің ерітіндісін пайдаланып, содан кейін металл оксиді әртүрлі химиялық процедуралармен алынады. Дегенмен, бұл оксидтердің ингредиенттері әртүрлі, ал қоспасы қиынырақ. Алдын ала, оң электрод материалына сәйкес, құны төмен емес.

Оң металды қайта өңдеу, бұл қазірдің өзінде батареяны қалпына келтіру желілерінің ең тиімдісі. Бірақ бұл бағдарлама тым күрделі және 2011 жылы металл бағасы жоғары болмаса, компания жұмыс істейтін болады. Қазір шикізат пен түсті металдар, сирек жер өнімдері төмен алқаптарда, металды қалпына келтіру үшін осы әдістерді қолдану мүлдем дұрыс емес, және көп қиыншылықтар қиынырақ.

Қазіргі техникалық деңгейге сәйкес, бір реттік қалдық сұйықтық өңделеді, ол нашар өңделген металл кірісін жеуге жеткілікті. Теріс материал - бұл графит (кремний батареясы - бұл зертханалық таразы), ол тым арзан, тек көмілген өңдеуді тастау үшін. Бақытымызға орай, графиттің өзі қоршаған ортаны ластамайды, тек кеңістікті алып жатыр.

Қазіргі техникалық жағдайларда ешбір компания қайта өңдеу өнеркәсібіне инвестиция салуға бастама көтермейді. Сонда бұл жолмен күресудің жолы ғана бар. Үміттенетін графен, супер сыйымдылық және басқа батарея әдістеріне келетін болсақ, оның ең үлкен артықшылығы - қалпына келтірудің қажеті жоқ (қалпына келтіруге тұрарлық ресурс жоқ), бас тарту ластамайды.

Бірақ оның техникалық қиындығы бізді әлі де бар техникалық әдістерді қолдануға мәжбүр етуі мүмкін. Саясат 2014 жылдан бастап барлық энергия емес, және динамикалық литий-иондық аккумуляторларды өндіру қысқаша айтқанда, қандай дәрежеге жетеді. Бұл саясаттар мен нарықтардың қосарлы тартқышты пайдалануынан туындайтыны анық.

Қайта өңдеу өнеркәсібі әлі де дисперсті тәртіпсіздік деңгейінде. Шындығында, салалық билік (Даму министрлігі, Даму министрлігі, Индустрия және ақпараттық технологиялар министрлігі) түсініксіз болса да, негізгі бір ауқымды қуатты литий-иондық батареяларды қайта өңдеу компаниясы қандай, қайта өңдеу қабілеті қалай? Бұл жағдайдың себебі, әрине, қазіргі техникалық құралдарда қайта өңдеуден түсетін пайданы құру мүмкіндігі жоқ.

Басқаша айтқанда, жасалған жаңа құн қайта өңдеу шығындарының орнын толтыра алмайды. Өлтіру ісі аяқталды, ал бизнесті сату адамсыз. 2020 жылдың аяғында жаңа энергетикалық автокөліктегі қуатты литий-иондық аккумуляторды ең ерте сатылымдағы ең ерте сатылымдар оны ауыстыру болып табылады.

Жаңа энергетикалық автокөліктің ағымдағы сатылым жағдайын ескере отырып, өңделетін батарея қалдықтары Индустрия және ақпараттық технологиялар министрлігінің ағымдағы күтуінен асып түседі, ол 12-170 000 тонна болады деп күтілуде, 200 000 тоннадан асуы мүмкін. Тиімді қайта өңдеу құралдары үшін қоқыс - бұл дұрыс емес позицияның ресурстары. Бірақ екі қолды электр көлігін шығаратын компания және динамикалық литий-иондық аккумулятор шығаратын компания, бұл қоқыс уақытында бомба сияқты қорқады.

Егер 4 жылда «қолайлы карта» қайта өңдеу өнеркәсібі болмаса, қалдық аккумулятор ағындай суға батады. Неліктен бұл компаниялар бірінші кезекте асығады? Жақында Индустрия және ақпараттық технологиялар және автомобильдің электрлік аккумулятор батареяларын қайта өңдеу және кәдеге жарату министрлігі (бұдан әрі – «Саясат») алдымен жауапты тақырыпты түсіндірді, басқарудың ластануының логикасы бірдей: Кім жауапты, кім жауапты , кім кімді ластайды? Басқару. Ойын ережесі, кем дегенде, осы кезеңде, үкімет деңгейінен, бұдан былай қарапайым бизнес болған жоқ, бірақ жауапкершілік қиындығын нақтылау керек екенін көрсетеді.

«Саясат» динамикалық литий-ионды батареялардың қалдықтарын жинау, жіктеу, сақтау, тасымалдау, сатылы кәдеге жарату, регенерациялау, қадағалау және басқару бойынша ережелерді қамтамасыз етеді. Бұл бір ғана нәрсенің: жауапты субъекті мен өмірлік жолы, яғни қадағалану жүйесі орнатылғаны толықтай көрінеді. Аккумулятор мен электр көліктерін өндірушілер бір су көзімен бірдей қалдық батареяларды көреді.

Олар бүгін сатылып кеткен сияқты - әрине, бұрынғыдай емес, яғни олар ыстық салатқа айналады. Алайда, нарықты әкімшілік бұйрықтармен және жазалау механизмдерімен орнату мүмкін емес. «Саясаттың» жетіспеушілігі компания үшін өте маңызды: қалай алуға болады.

Жапондық кәсіпорындардың тиісті тәжірибесі бүгінгі күнге дейін қол жетімді, Жапонияда қуатты литий-иондық аккумуляторға арналған арнайы ережелер жоқ. Алайда жапондық қоршаған ортаны қорғау ережелері («Ресурстарды тиімді пайдалану». Заңның өзі техникалық мәселелерді шеше алмайды.

Жапондық кәсіпорын жаңа энергетикалық көлік саласында басталды, біз 10 жылдың басындағымен салыстырғанда, Toyota Prius 1997 жылы дүниеге келген. Жапондықтардың пікірінше, ол қоқыс шығаруға ерекше мән береді (ұлттық қалдықтарды өңдеу деңгейі 100%), және Жапония жаңа энергетикалық көлік пайда болғаннан кейін 5 жыл ішінде литий-ионды батареяларды қайта өңдеу өнеркәсібінің динамикалық тізбегін құруы керек, бірақ іс жүзінде жоқ. Тойота болса да, никель-сутегі аккумуляторын (көліктерді араластыруға арналған қуатты литий-ионды аккумулятор) қалпына келтіріңіз, бұл пайдасыз дилеммада бірдей.

Бұл 2011 жылға дейін, 2011 жылы резервтелген никель-сутектік аккумулятордың себебі. Жергілікті, Toyota және Summit металлында ынтымақтасады, соңғы әлемдік деңгейдегі жоғары таза экстракция технологиясымен Toyota гибридті көлікте динамикалық литийде никельді бірнеше рет пайдалануды жүзеге асырады. -батарея жинағындағы 50% никельді қалпына келтіре алатын иондық батарея; Бұл ретте Toyota Chemical Engineering және Sumitom Metal Mine компаниялары 10 000 гибридті көлік аккумуляторы көлемінде пайдалануға болатын арнайы өндірістік желімен жабдықталған. 2012 жылы Honda Жапонияның қайта химия өнеркәсібі компанияларымен ынтымақтасады.

Дегенмен, Honda қайта өңдеу жобалары жаңа NiMH батареяларын жасау үшін сирек жер металдарының 80%-дан астамын қалпына келтіре алады. Бірнеше жыл бұрын гибридті көлік аккумуляторында қалпына келтірілген никель тек баспайтын болат өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін. Жоғары дәлдіктегі никельді алу және бөлу технологиясының дамуымен қазір қалпына келтірілген никельді жаңа батареяларды өндіру үшін пайдалануға болады.

Toyota никельді қайта өңдеу технологиясын шетелдегі зауытқа көтерді. Батареяны қайта өңдеу жауапты. Дегенмен, жапондық компаниялар қайта өңдеу өнеркәсібінің қозғаушы күші ретінде металды қайта өңдеуге (соның ішінде Жапония үшін өте құнды сирек жер элементтеріне) сенеді.

Еуропада Toyota белсендірек көзқарас танытады, бұл Еуропаның қоршаған ортаны қорғау ережелерін талап ететін талаптарға байланысты. Өткен жылы Toyota аралас автомобиль аккумуляторының 100% қол жеткізілгенін және 91% қалпына келтіру жылдамдығын жариялады. Toyota сонымен қатар SNAM (Франция), UMICORE Group (Бельгия) серіктестігін кеңейтті және соңғысы соңғысынан қалпына келтірілді.

Ал Toyota (соның ішінде Lexus) Еуропада сатылған 850 000 аралас көлікті Еуропаға сатқан. Сонымен қатар, қуатты литий-иондық аккумулятордың қызмет ету мерзімін ұзарту үшін өңдеу шыңының өндіріс шегіне жол берілмейді. Toyota сонымен қатар динамикалық литий-ионды аккумуляторлық баспалдақтарды алға тартады.

Өткен жылы Toyota компаниясы Хуанши ұлттық саябағының банкі үшін Camry аралас қуатты автомобильдердің қалдық батареясын пайдаланады. Nissan сонымен қатар күн энергиясы үшін қосымша қуат сақтау жүйесі ретінде, түнде және жарық жеткіліксіз болған кезде тәуелсіз электрмен жабдықтау үшін электрлік көліктің есту қабілетін пайдаланатын аккумуляторлық жүйелерді әзірлеу үшін Sumitomo компаниясымен ынтымақтасады. Sumitomo бизнесі мен Nissan бірлескен кәсіпорны 4Renergy компаниясын құрды, электромобиль EV қалдық литий-иондық аккумуляторларды коммерциялық қайта пайдалану арқылы оның компаниясы бес жылдан бері құрылған, коммерциялық табысты литий-ионды батареяларды қайта өңдеу компаниясына айналды.

Әлемде қайта өңдеу өнеркәсібінің тізбегін құрудың тиісті тәжірибесі көрсеткендей, саясат жарияланса да, бүкіл қоғам батареяларды қайта өңдеу өнеркәсібінің жақын екенін білсе де, 2020 жылы біз мұны сәтті орындаймыз, сонымен қатар шағын ықтималдық. оқиға. Жапондық компанияларды таныстыра алмасақ (екінші тарап бөлісуге дайын болған жағдайда). .