La cadena de la industria del reciclaje de baterias de coche incluye todo el lado de la aplicación de las baterías, los canales de reciclaje, las redes, el uso graduado, el pretratamiento, la reutilización del material y muchos otros eslabones. Las baterías de los automóviles son de reciclaje obligatorio cuando su capacidad se reduce a menos del 80% de su capacidad nominal.
En la actualidad existen dos vías principales para el reciclaje de baterias de coche: en primer lugar, el uso secundario de las baterías retiradas que cumplen el nivel de deterioro energético (20%-80% de la capacidad de la batería), y en segundo lugar, el desmantelamiento y reciclaje de las baterías que no pueden ser objeto de uso secundario (menos del 20% de la capacidad de la batería).
Parte anterior-fabricación y uso de baterías
La parte anterior de la cadena de reciclaje de baterias de coche comprende el segmento de fabricación y uso de baterías.
Parte media-el segmento de reciclaje de baterías
En la actualidad existen cuatro modelos principales de reciclaje de baterias de coche, en función del objeto del reciclaje: el modelo con el fabricante de baterías como reciclador principal, el modelo con el fabricante de vehículos como reciclador principal, el modelo de reciclaje de terceros y el modelo de reciclaje de la alianza industrial.
Un modelo para el reciclaje de los fabricantes de baterías
Tomar a los fabricantes de baterías como el principal organismo de reciclado será propicio para crear un circuito cerrado de recursos. En primer lugar, con los productores de baterías de energía controlando el flujo de baterías usadas, se favorece el establecimiento de una buena cooperación entre los productores y las empresas de litio, níquel, cobalto y tierras raras recicladas, formando un modelo de reciclaje de circuito cerrado de «producción de baterías de coche – consumo de baterías de coche – reciclaje de baterias de coche – reciclaje de recursos – producción de baterías de coche».
En segundo lugar, los fabricantes de material litio pueden utilizar sus propios canales de venta para lograr un reciclaje eficaz de las baterías usadas a través de la logística inversa; en tercer lugar, los fabricantes de baterías tienen el control del flujo de baterías nuevas y pueden utilizar los canales comerciales para animar a las organizaciones de venta a llevar a cabo el reciclaje de baterias de coche.
El modelo de reciclaje por el fabricante de vehículos completos
El coste y la eficacia del reciclaje de baterias de coche es la ventaja más evidente de los canales de los fabricantes de vehículos. Por un lado, los fabricantes de vehículos disponen de una amplia red de ventas de vehículos y pueden utilizar sus canales logísticos existentes para revertir las baterías usadas al fabricante, ahorrando así el coste de construir otro canal innecesariamente.
Por otro lado, los fabricantes de vehículos también pueden aprovechar al máximo la amplia red de ventas para mejorar la eficiencia del reciclaje. Sin embargo, en lo que respecta a la reutilización posterior, como el uso secundario y el reciclaje de las baterías usadas tienen altos requisitos técnicos, los fabricantes de vehículos a menudo necesitan cooperar con los fabricantes de baterías o con empresas de terceros para completar el uso secundario de las baterías usadas.
El modelo de reciclaje de terceros
La sofisticación técnica y tecnológica de las empresas de terceros y la construcción de canales de reciclaje son las dificultades del modelo. El modelo de terceros significa específicamente que el fabricante encarga a un tercero profesional, como una empresa de recogida de residuos o una empresa de tratamiento de recursos, que se encargue del reciclaje de baterias de coche.
Sin embargo, este modelo requiere que la empresa de terceros establezca sus propios canales de reciclaje, y por lo tanto requiere que la empresa de terceros forme una fuente estable de suministro de baterías mediante una profunda cooperación con los fabricantes de vehículos y los fabricantes de baterías, y el modelo sufre de altos costes de reciclaje y de reciclaje El modelo tiene los problemas y las dificultades de un mayor coste de reciclaje y una mayor dificultad para reciclar.
El modelo de reciclaje de la alianza industrial
El modelo de consorcio industrial es una puesta en marcha rápida para las empresas que tienen sus propias funciones. La alianza está formada por un grupo de fabricantes de baterías de potencia, fabricantes de vehículos eléctricos o empresas de alquiler de baterías del sector, que financian conjuntamente una organización especial de reciclaje responsable del reciclaje de baterias de coche. La relativamente baja inversión financiera y material adicional en el reciclaje de baterias de coche permite establecer y operar la red de reciclaje rápidamente.
Parte posterior-segmento de reutilización de baterías
Utilización secundaria
Los mercados objetivo para la utilización secundaria incluyen los vehículos eléctricos de baja velocidad, el almacenamiento de energía y otros campos. Cuando la capacidad de la batería del coche es inferior al 80%, su rendimiento ya no puede cumplir los requisitos de la conducción normal del coche. En ese momento, la batería de energía residual puede transformarse y aplicarse a los vehículos eléctricos de baja velocidad y al almacenamiento de energía, que no requieren una gran capacidad de la batería, para lograr una utilización secundaria.
Las baterías de litio y fosfato de hierro tienen una larga vida útil, una gran seguridad y un alto valor de uso secundario. En comparación con las baterías de litio ternarias, las baterías de litio-hierro-fosfato pueden seguir manteniendo un buen rendimiento electroquímico después de que la capacidad de la batería caiga por debajo del 80%, y la capacidad de la batería no muestra una tendencia acelerada de decaimiento.
Al mismo tiempo, las baterías de litio-hierro-fosfato tienen un buen rendimiento de seguridad y pueden soportar altas temperaturas, lo que está más en línea con los requisitos de uso secundario y tiene un alto valor de uso secundario. Por el contrario, las baterías ternarias de litio no suelen utilizarse para usos secundarios debido a su corta vida útil y a su escasa resistencia a las altas temperaturas.
Reciclaje
Cuando la capacidad de la batería del coche es inferior al 20%, su rendimiento y capacidad ya no pueden cumplir los requisitos de las aplicaciones comerciales. En ese momento, las celdas de la batería se trituran, desmontan y funden para lograr la extracción y recuperación de litio, níquel, cobalto, manganeso y otros metales de la batería y el reciclaje de los recursos. La batería de litio ternaria tiene un alto contenido de litio, níquel, cobalto, manganeso y otros metales preciosos, con un valor de reciclaje muy alto, por lo que la batería de litio ternaria se utiliza principalmente para el reciclaje de desmontaje.
El proceso de reciclaje en la industria está ahora relativamente maduro, con una serie de procesos de reciclaje de baterias de coche actualmente en marcha, con la pirometalurgia, la hidrometalurgia y la biometalurgia como puntos de referencia.
El reciclaje de las baterias de coche consta de tres procesos: pretratamiento, separación y extracción, y preparación del producto. El proceso de pretratamiento requiere en primer lugar la descarga completa y el posterior desmontaje de la batería para separar los distintos componentes, como el electrodo positivo, el electrodo negativo, el electrolito y el diafragma. El proceso de separación y extracción es la parte central del proceso de diferenciación tecnológica, que determina la eficacia y el coste del reciclaje de los recursos metálicos.
A partir de la comparación de las actuales rutas tecnológicas de separación y extracción: la metalurgia húmeda se ha convertido en la ruta tecnológica principal en la industria debido a su alta tasa de recuperación de elementos metálicos y a la alta pureza de los productos re-preparados; la pirometalurgia se utiliza generalmente sólo como un suplemento a la metalurgia húmeda debido al alto consumo de energía y a la contaminación ambiental; la biometalurgia está todavía en la etapa de I+D y la tecnología aún no está madura.
Los costes de la metalurgia húmeda se componen principalmente de reactivos químicos y costes energéticos. Por un lado, la metalurgia húmeda requiere una gran cantidad de reactivos químicos, lo que hace que el coste de la metalurgia húmeda de las empresas se vea afectado por la fluctuación del precio de los reactivos químicos, como el ácido sulfúrico y el hidróxido de sodio; por otro lado, la metalurgia húmeda es una industria de alto consumo energético, y los costes energéticos de las empresas suelen ser elevados.
Según el pliego de condiciones, las empresas dedicadas al reciclaje de baterias de coche deben tener un índice de recuperación integral no inferior al 98% para el níquel, el cobalto y el manganeso, no inferior al 85% para el litio y no inferior al 97% para otros metales valiosos importantes, como las tierras raras, y el estándar de la industria ha alcanzado un nivel elevado. Desde el punto de vista de la aplicación real de la empresa, la eficiencia de extracción del níquel, el cobalto y el manganeso también ha cumplido básicamente los requisitos, mientras que la tasa de extracción del litio se encuentra generalmente en el rango del 85-90%, y todavía hay un cierto margen de aumento.
La mayoría de las principales empresas chinas de reciclaje de baterías de coche, como CATL, utilizan actualmente la vía de la tecnología de proceso húmedo como tecnología principal para la recuperación de recursos metálicos valiosos como el litio, el cobalto y el níquel.
