전력부족 리튬전지산업: 배터리 재활용

Автор: Iflowpower – Портативті электр станциясының жеткізушісі

신에너지 자동차의 개발은 리튬 이온 배터리 산업의 역동적인 발전을 촉진하였고, 2014년부터 2015년 사이에 생산량이 몇 배나 증가했습니다. 2015년 배터리 산업 투자액은 약 10억 위안이었습니다. 5, 6년 된 배터리가 대량 폐기 기간에 들어가는데, 누가 재활용하고 있나요? 재활용 산업은 어디에 있나요? 안타깝게도 이 두 가지 문제에 대한 답은 지금 없습니다.

지난해 우리나라는 세계의 적과 맞붙은 기록이 있습니다. 바로 신에너지 자동차의 생산과 판매입니다. 2015년에 우리나라의 신에너지차 생산량은 34만500대에 달했고, 전 세계 생산량은 이제 막 50만 대를 돌파했습니다. 판매량은 33억1,100만대에 달했고, 이 중 순수 전기자동차 생산 및 판매는 25만4,600대, 24만7,500대(나머지는 삽입)에 달했습니다.

신에너지차 시장점유율이 1%를 돌파하면, 어떤 기준에 따르든 신에너지차의 시장개척 단계는 곧 역사가 되고, 대규모 보급 단계에 진입하게 됩니다. 1년간의 생산과 판매량이 모든 해의 프리미엄을 넘어섰으며, 폭발적인 상승세가 계속되고 있음은 의심의 여지가 없습니다. 신에너지 자동차(실제로는 전기 자동차가 주를 이룬다) 산업 사슬이 급속히 형성되었고, 동적 리튬 이온 배터리 생산은 전례 없는 정점 시기에 돌입했다.

상용차는 10만2500대를 생산했는데, 그 중 중바 승용차 6~8m가 상용차의 80%를 차지했다. 후자는 중앙이체결제와 지방 재정보조금의 &39;수요 폭발&39; 현상에 따른 것이다. 상용차의 절대적인 수는 승용차보다 적지만, 사용되는 배터리의 수는 많습니다. 상용차는 70% 전력의 리튬이온 배터리를 사용합니다.

배터리 재활용의 기술적 경로가 성숙되지 않았으며, 전원용 리튬 이온 배터리는 허용되지 않습니다. 그러나 5~6년이 지나면 구동되는 리튬 이온 배터리의 에너지 저장 용량이 80% 정도로 떨어져 수명과 사용자 경험에 영향을 미치게 되므로, 교체해야 할 때가 되었습니다. 전력용 리튬 이온 배터리의 전체 수명은 20년 이상으로, 도시의 수명보다 깁니다.

배터리의 수명은 일반적으로 충전 및 방전 횟수에 따라 계산되며, 배터리의 양극과 음극은 매우 다르고, 충전 및 방전에도 큰 차이가 있습니다. 전력용 리튬이온 배터리는 납산 배터리, 니켈수소 배터리, 리튬이온 배터리, 연료용 리튬 배터리(후자는 토요타만의 독자적인 기술임)를 거쳐 왔습니다. 납산전지는 비용이 저렴하고 성능이 안정적이며 회수처리 기술이 우수하나, 에너지 및 사이클 등의 요인에 영향을 받아 저속 단거리 주행 차량이나 경미한 혼합형 전기자동차에 대한 납산전지의 중요성이 커지고 있다.

덜 자주(하루 30km 이하) 주행하더라도 납산 배터리의 수명은 약 2년 정도에 불과합니다. 게다가 생산 및 회수 과정에서 심각한 환경 오염을 일으키며, 납산 배터리는 리튬 이온 배터리의 주류 라인업에서 제외되었습니다. 니켈-수소 배터리는 Toyota, Ford, General에서 적극적으로 홍보하고 있습니다.

포드의 RMger 순수 전기 자동차와 토요타 Priith 하이브리드 자동차는 모두 니켈 유체 역학적 리튬 이온 배터리를 사용하지만 배터리 전력이 부족하고 수소 저장이 어렵습니다. 일반적으로 하이브리드 자동차에 적용되며 보조 전원으로 사용되기 때문에 순수 전기 자동차에 적용하기 어렵습니다. 2006년부터 현재까지 가장 큰 라인은 리튬 이온 전원 리튬 이온 배터리 중 가장 높은 에너지 밀도를 자랑합니다. BYD와 같은 리튬 철 인산 이온 배터리가 활발히 개발되고 있다.

BYD는 배터리 복구를 위한 기술적 수단을 제공하지 않는다는 점에 유의하세요. 연료전지용 리튬이온 배터리의 경우, 토요타는 이미 재활용 수단을 갖추고 있으나, 국내에서는 단기간에 상용화될 전망은 없습니다. 따라서 우리가 직면하고 있는 중요한 문제는 여전히 리튬 이온 배터리의 재활용입니다.

리튬 이온 배터리만 고려해도 셀 종류가 매우 다양하기 때문에 재활용 기술적인 경로는 꽤 복잡합니다. 배터리는 먼저 방전, 분해, 분쇄, 분류 등의 전처리 과정을 거쳐야 합니다. 분해 후 플라스틱과 금속 하우징은 회수가 가능하지만 비용이 많이 듭니다. 잔류 전압이 여전히 수백 볼트에 달하기 때문에(18650 배터리 제외) 위험이 있습니다. 배터리 하우징은 안전하게 포장되어 있어 제거할 수 없습니다.

발을 아주 벌려라. 사전 처리 링크의 관점에서 보면 확실히 유능한 판매입니다. 리튬이온전지라 하더라도 양극재료는 5화이며, 주류는 리튬코발트산, 리튬망간산, 리튬니켈코발트옥사네이트, 리튬인산철등이다.

산-염기 용액을 사용한 후 다양한 화학적 과정을 거쳐 금속산화물을 추출합니다. 그러나 이들 산화물의 성분이 다르므로 혼합하기가 더 어렵습니다. 사전에 양극재료에 따라 비용이 낮지 않습니다.

배터리 회수 라인 가운데 가장 수익성이 높은 것은 양극 금속을 재활용하는 것입니다. 하지만 프로그램이 너무 복잡해서, 2011년에 금속 가격이 높지 않는 한 회사는 계속 운영될 겁니다. 현재 일용품과 비철금속, 희토류 제품은 낮은 계곡에 있기 때문에 이런 방법으로 금속을 회수하는 것은 매우 낙담스럽고, 더 번거로운 일은 더 번거롭습니다.

현재의 기술 수준에 따르면, 단일 폐액만 처리하면 열악한 재활용 금속 수익을 충분히 소모할 수 있다. 음극재는 흑연(실리콘 전지는 실험실 규모에 불과함)으로, 가격이 너무 저렴해서 폐기, 매립 처리만 할 수 있습니다. 다행히도 흑연 자체는 환경을 오염시키지 않고, 단지 공간만 차지합니다.

현재의 기술 여건 하에서는 어떤 회사도 재활용 산업에 투자하려는 주도권을 잡지 못할 것이다. 그러면 이 방법으로 처리하는 방법밖에 없습니다. 큰 기대를 모으고 있는 그래핀이나 슈퍼커패시턴스 등의 배터리 방식의 가장 큰 장점은 회수할 필요가 없다는 점(회수할 만한 자원이 없음)이며, 폐기해도 오염이 발생하지 않는다는 점이다.

하지만 기술적 어려움으로 인해 기존의 기술적 방법을 사용해야 할 수도 있습니다. 정책은 2014년부터 에너지만을 다루는 것이 아니며, 동적 리튬 이온 배터리의 생산은 곧 그 수준에 도달할 것입니다. 이는 분명히 정책과 시장의 이중적 견인력 사용에서 비롯된 것입니다.

재활용 산업은 여전히 ​​분산 가능한 폐기물 수준에 머물러 있습니다. 실제로 산업 당국(개발부, 개발부, 공업정보화부)에서도 주요 단일 규모 전력 리튬이온 배터리 재활용 회사가 어디인지, 재활용 용량은 어떠한지 명확히 밝히지 않고 있다. 이런 상황이 발생하는 이유는 당연히 현재의 기술적 수단으로는 재활용 수익을 창출할 능력이 없기 때문입니다.

즉, 창출된 새로운 가치는 재활용 비용을 상쇄할 수 없습니다. 살인 사업은 끝났고, 사업 판매는 무인화되었습니다. 2020년 후반에 출시되는 신에너지차의 리튬이온 배터리는 최초 판매 시 가장 먼저 교체될 것으로 예상됩니다.

현재 신에너지차 판매 상황을 볼 때, 처리해야 할 폐배터리는 현재 공업정보화부가 예상하는 1만2천~17만 톤을 넘어, 향후 20만 톤을 초과할 가능성이 있습니다. 효과적인 재활용을 위해서는 쓰레기가 잘못된 위치에 있는 자원일 뿐입니다. 하지만 전기자동차 생산기업과 리튬이온 배터리 생산기업을 겸업하는 이런 쓰레기들은 제때 폭탄이 터지는 것 같은 두려움을 더 가지고 있습니다.

4년 후에도 &39;유리한 지도&39; 재활용 산업이 없다면 폐배터리는 밀물처럼 밀려올 것이다. 왜 이 회사들은 먼저 서두르는가? 최근 공업정보화부와 전기자동차 배터리 재활용 및 활용(이하 "정책")은 책임 주체를 처음으로 명확히 했고, 거버넌스 오염의 논리는 같다. 누가 책임지고, 누가 책임지고, 누가 누구를 오염시키는가? 거버넌스. 게임의 규칙은 적어도 이 단계에서는 정부 차원에서 더 이상 등록할 수 있는 사업이 없지만 책임의 번거로움을 구체적으로 명시해야 함을 시사합니다.

"정책"은 폐동적 리튬이온 배터리의 수거, 분류, 보관, 운반, 단계적 활용, 재생, 감독 및 관리에 대한 규정을 제공합니다. 완전한 것 같습니다. 사실 한 가지, 책임 주체와 중요한 방향, 즉 추적 시스템이 구축되어 있다는 사실뿐입니다. 배터리 및 전기 자동차 제조업체는 동일한 폐기물 배터리를 동일한 물 공급원으로 간주하게 될 것입니다.

오늘은 매진된 것 같아요. 물론 똑같지는 않아요. 그렇다면 뜨거운 샐러드가 되겠죠. 하지만 시장은 행정명령이나 처벌 메커니즘을 통해 확립될 수 없습니다. "정책"의 결함은 회사에 필수적입니다: 어떻게 얻을 수 있는가.

일본 기업의 관련 경험을 살펴보면, 오늘날에도 일본에는 리튬 이온 배터리에 대한 특별 규정이 없습니다. 그러나 일본의 환경 보호 규정("자원 효과적 사용"). 법 자체로는 기술적 문제를 해결할 수 없습니다.

일본 기업은 10년 전부터 신에너지 자동차 분야에서 사업을 시작했으며, 토요타의 프리우스가 1997년에 출시되었습니다. 일본인들은 쓰레기 회수를 매우 중시하고(전국 폐기물 처리율 100%), 신에너지차 탄생 5년 안에 일본이 역동적인 리튬이온 배터리 재활용 산업 사슬을 구축해야 한다고 주장하지만, 실제로는 그렇지 않다. 토요타가 있다 하더라도, 니켈수소 배터리(혼합차량용 전력 리튬이온 배터리)를 회수하는 것은 수익성이 없는 딜레마와 마찬가지입니다.

이는 2011년까지 니켈-수소 배터리가 예약된 이유입니다. 현지에서 협력하고 있는 Toyota와 Summit Metal은 후자의 세계 최고 수준의 고순도 추출 기술을 사용하여 Toyota는 하이브리드 자동차 동적 리튬 이온 배터리에서 니켈의 다중 활용을 실현하여 배터리 팩에서 50%의 니켈을 회수할 수 있었습니다. 동시에 Toyota Chemical Engineering과 Sumitom Metal Mine은 하이브리드 자동차 배터리 10,000개에 사용할 수 있는 특수 생산 라인을 갖추고 있습니다. 2012년에 혼다는 일본의 재화학 산업 회사와 협력했습니다.

그러나 혼다 재활용 프로젝트에서는 새로운 NiMH 배터리를 만드는 데 사용되는 희토류 금속을 80% 이상 회수할 수 있습니다. 몇 년 전만 해도 하이브리드 자동차 배터리에서 회수된 니켈은 스테인리스 스틸을 생산하는 데만 사용할 수 있었습니다. 고정밀 니켈 추출 및 분리 기술이 개발되면서, 이제는 회수된 니켈을 사용하여 새로운 배터리를 생산할 수 있습니다.

토요타는 니켈 재활용 기술을 해외 공장에 홍보했습니다. 배터리 재활용이 중요합니다. 그러나 일본 기업 역시 재활용 산업의 원동력으로 금속(일본에 매우 귀중한 희토류 원소 포함) 재활용에 의존하고 있습니다.

유럽에서 토요타는 보다 적극적인 태도를 보이는데, 이는 유럽의 더욱 엄격한 환경 규정과 관련이 있습니다. 토요타는 작년에 혼합 자동차 배터리의 100%를 달성했으며 회수율은 91%라고 발표했습니다. 토요타는 SNAM(프랑스), UMICORE Group(벨기에)과의 파트너십도 확대했으며, 후자는 후자로부터 회수되었습니다.

그리고 토요타(렉서스 포함)는 유럽에서 85만대의 혼합차를 판매했는데, 이는 유럽에서 판매된 차량 수입니다. 동시에 전력용 리튬이온 배터리의 수명을 연장하기 위해 처리 피크의 생산 한계가 방지됩니다. 토요타는 또한 역동적인 리튬 이온 배터리 사다리를 홍보합니다.

작년에 토요타는 캠리 혼합 동력 자동차의 폐배터리를 황시 국립공원에 활용할 예정이었습니다. 닛산은 또한 스미토모와 협력하여 전기 자동차의 청각을 이용한 배터리 시스템을 개발하고, 태양광 발전을 위한 2차 에너지 저장 시스템을 개발하여 밤이나 빛이 부족한 시기에 독립적으로 전력을 공급하고 있습니다. 스미토모 기업과 닛산이 합작으로 설립한 4Renergy 회사는 전기 자동차 EV에서 폐리튬이온 배터리의 상업적 재활용을 시작으로, 설립 5년 만에 상업적으로 성공적인 리튬이온 배터리 재활용 회사가 되었습니다.

전 세계 재활용 산업 체인 구축의 관련 경험을 보면, 정책이 발표되더라도, 사회 전체가 배터리 재활용 산업이 임박했다는 것을 알고 있지만, 2020년에 이를 성공적으로 이루는 것도 작은 확률적 사건입니다. (상대방이 공유할 의향이 있는 경우) 일본 기업을 소개할 수 없다면 말입니다. .