INEW動態 2023-04-10 10:17:00
INEW · 筑巢引鳳
推動科技成果轉移轉化、走向市場,讓“紙變錢”,解決“科技與經濟兩張皮”難題,是武漢新能源研究院的核心使命。
2022年,我國新能源汽車持續爆發式增長,產銷分別完成705.8萬輛和688.7萬輛,同比分別增長96.9%和93.4%,連續8年保持全球第一。
產業高速發展,動力電池裝機量也隨之激增。據預測,到2026年,國內動力電池裝機量將達到762GWh。另外根據動力電池5-8年的平均壽命預測,新能源汽車動力電池也即將進入大規模退役期。面對動力電池回收領域的千億市場,不少企業“跑步”進場,位于武漢光谷“馬蹄蓮”的武漢瑞科美新能源有限責任公司也是其中之一。
瑞科美是一家從事新能源儲能技術關鍵材料與系統開發的高新技術企業,也是武漢新能源研究院入孵企業中,由高??萍汲晒D化而創立的代表企業之一。公司致力于解決動力電池應用的兩大問題:電池退役環境污染和關鍵資源短缺難題,為新能源電池行業可持續發展提供解決方案,助力突破能源革命的“馬六甲海峽”。
勇攀技術“珠峰”,專注低碳環保變“黑”為“綠”
一輛新能源汽車,有多少塊電池?根據汽車的型號、電池容量以及電芯等參數的不同,每輛新能源汽車的電池包由幾百或幾千塊單體電池,按照不同的串聯和并聯方式組合而成。
這就好比用同等大小的“積木”拼接成一座“橋梁”,可穩定服役5到8年。當服役期滿,“橋梁”的可靠性、安全性有所折扣,而部分“積木”卻狀態不一,有的磨損嚴重,有的猶如新的一般,如何才能將資源利用最大化?
“當時已經有一些行業巨頭在做了,主要以‘火法’和‘濕法’為主。我們作為一家創業公司的話,必須得創新,所以選擇了‘物理法’,別人做不了,我們把它做出來,只有這樣才能確保在市場上有一條生存之道?!比鹂泼朗袌隹偙O張衡提到。
2018年,華中科技大學電氣學院教授曹元成創立瑞科美公司,并入孵武漢新能源研究院,專注于固態電池及材料的研究。經過1年多的埋頭鉆研,技術超前的固態電池研發出來了!然而,由于關鍵材料被國外“卡脖子”,電池生產成本居高不下,市場始終難以突破。2019年,已“燒”掉近千萬元研發經費的團隊決定,切換賽道,砍掉固態電池業務版塊,專注于鋰電材料循環領域。
如何才能收集到附著在電極片上的磷酸鐵鋰材料,相比于“火法”的猛火強攻,“濕法”的化學萃取,“物理法”就像是經驗老道的師傅,用精巧的技法刮取“墻上的膩子”。前兩種技術路徑雖然成熟,但是高耗能、高排放,尤其是濕法采用大量化學試劑,污染較大。
相比之下,物理法污染小、碳排放低、成本低,但研發難度極大,是回收領域的技術“珠峰”。當時,許多行業巨頭涉足,但并未形成工程化應用。
“如何把‘膩子’刮下來,又不傷到任何‘墻體’,這個抽象到瑞科美物理法直接再生工藝中,就涉及到粉體剝離、粉體歸集、雜質控制等諸多工藝程序,市場上常規的裝備是很難做到的。最后還要讓這些材料‘起死回生’恢復性能,這些都是公司的核心技術所在。目前,公司擁有60余項專利,其中發明專利占比約20%?!比鹂泼揽偨浝矸芥媒榻B,公司通過創新的技術研發和工藝技術改進,解決了失效磷酸鐵鋰直接再生的成套技術與裝備等世界性難題。
經測算,瑞科美回收技術可有效降低碳排放超過90%,回收成本降低40%,綜合資源利用率超過98%。
2021年11月,瑞科美率先在廣東佛山建成投產全球首條獨立知識產權的廢舊鐵鋰電池正極材料物理法再生利用規?;a線,并于2022年10月,成功實現產值破億元。目前,公司已累計處理并實現數千噸廢舊鋰電池的循環再生利用。
完善梯次利用,打通電池回收產業鏈
早期,動力電池主要以三元鋰電池(以鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰為正極材料)為主,近年來,磷酸鐵鋰電池逐步起量趕超。然而,鋰、鈷、鎳等貴金屬,中國資源有限,存在被“卡脖子”的風險。我國鋰礦資源稀缺,70%仍依賴進口。
2022年,電池級碳酸鋰一度飆升到了60萬每噸,今年回落至20萬元每噸。目前,動力電池的成本占到整個純電汽車的40%左右,由此可見,對動力電池進行回收利用,把“黑色最后一公里”變成全壽命周期綠色化,極為重要。
走到物理法再生利用,是退役動力電池回收的最后一步,在此之前,還需將它“吃干榨盡”?!凹僭O一個電池組里有200個電芯,檢測之后發現,可能當中只有20%是徹底報廢的,只能進行再生利用。而其他的是可以進行梯次降級使用,例如可降級為性能需求次一級的家庭儲能電池、小動力電池使用?!比鹂泼朗袌隹偙O張衡。
現有產線“吃不飽”為何還要大力擴產能?動力電池回收聯盟預計,2023年退役動力電池將達60萬噸,2028年后動力電池退役將進入巨量時代,屆時退役動力電池將達到數百萬噸每年,未來我國動力電池回收市場空間巨大。瑞科美相信,不遠的將來,公司必將乘風而起、蓬勃發展。
不過,瑞科美的“野心”不止于此。瑞科美總經理方婷透露,目前,公司已投產物理法1.0工藝可將回收材料的性能恢復至新材料的95%,距離動力電池的要求還有一定差距?!暗俏覀兾锢矸?.0工藝的材料參數會有很大提升,能量密度會更高,雜質含量會更低。目前中試的產品已在逐步送樣了,預計今年會有所突破,這也就意味著退役的電池將來有望重新回到新能源汽車上,實現真正的循環發展?!?
持續產能布局,修煉內功等“風”來
目前,瑞科美已建立起穩定的客戶群體,包含排名TOP20動力電池廠、中小型儲能電池廠,其中不乏著名電池生產企業?!叭ツ晖艘鄣膭恿﹄姵睾苌?,現在很多企業都是靠處理電池廠生產過程中的不良品(電池不良率5%-10%)來勉強維持業務?!比鹂泼揽偨浝矸芥锰寡?,目前由于動力電池回收賽道“選手”眾多,“僧多粥少”,佛山產線并未實現滿產。
盡管如此,今年卻是公司擴產能的關鍵年:公司在光谷將布局2條物理法直接再生工藝產線,預計將于今年三季度投產;此外,荊州瑞科美作為華中地區的集中處理中心,已規劃600畝產業園擬分2期實現年處理10萬噸退役動力蓄電池綜合利用及鋰電池材料一體化項目。該項目目前已經開工建設,一期預計2023年四季度投產,項目總投資約20億元。
瑞科美成立于2018年,是國內首家鋰電回收物理法再生利用規?;慨a企業,公司通過創新的技術研發和工藝技術改進,解決了失效磷酸鐵鋰常溫常壓下實現性能恢復的世界性難題,并通過全套獨立知識產權的工藝和裝備,率先在國內實現物理法直接再生利用規?;慨a,所得產品不僅性能穩定,批次一致性好,而且在節能環保、降低成本等方面相比傳統工藝有著明顯的優勢。
瑞科美堅定研發創新的思路,不斷改進技術和工藝,為推動新能源儲能產業的快速發展提供企業智慧。