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废料原料完美对接，资源有效循环利用，如何才能实现? 中汽协发布数据显示，2022年12月，我国动力电池装车量36.1GWh，同比增长37.9%，环比增长5.5%。2022年，我国动力电池累计装车量294.6GWh，累计同比增长90.7%。 未来，随着动力电池需求量不断攀升，锂电池生产所需的关键金属材料将出现更大缺口。当无限的消费需求和有限的生产资源之间的矛盾日益突出，动力电池生产原材料的问题何解? 答案藏在“定向循环”四个字中。 定向循环，是指通过特殊的技术手段或处理方式，使失效物质恢复到其原本物质客观存在的属性和特征的还原过程。2009年，邦普循环创新性地推出定向循环核心技术。 简单来说，退役电池富含丰富的锂电池生产所需的关键金属资源，通过定向循环技术，将其重新制备成电池材料，可以减少对原矿的开采以及对金属进口的依赖，保障关键材料的稳定供应。相比从原矿中开采，对废旧电池金属的资源化利用所产生的成本更低、效率更高，更具想象空间和经济效益。 在动力电池回收领域，广东邦普循环科技有限公司(下称“邦普循环”)以占据全国半壁江山的废旧动力电池回收占比，成为全国第一。 从生产、回收再到生产，从原料、废料再回到原料，一个“从哪里来再到哪里去”的定向路径已经形成，一个资源循环利用的绿色闭环正在加速构建。 依托定向循环的邦普循环，如何一步步做到市场占有率高达50%，实现全国第一?未来还有哪些新的想象空间? 践行“定向循环”理念 俗话说，罗马不是一天建成的。邦普循环的成就，得益于其十多年来对“定向循环”理念的践行。 在循环经济领域中，定向循环理论是指面向退役的产品，在生命周期的末端，通过特定的技术方式，让它回到生命周期的起点。 在动力电池领域，定向循环是指将废旧电池经过前处理、湿法冶炼等工序，还原成制造动力电池需要使用的材料的过程，制造厂商可直接使用经处理而来的电池原材料，从而制造高质量动力电池。 这一过程中，绿色低碳、核心金属材料总回收率、还原后的材料质量等指标，是极为关键的指标。 经过定向循环技术制备的正极材料具有储能密度高、循环寿命长、性价比高、加工性能好等优点，在市场上的表现更为亮眼。 事实上，定向循环理论不仅是一种可以应用于回收利用行业的创新型技术工艺，更是一种可以应用于整体产业链上的商业模式。 目前邦普与电池厂商、汽车厂商、4S店等上下游企业，合作共建了221个废旧电池回收网点，已覆盖全国超过200座城市。该模式一方面能发挥协同效应，与产业链上下游达成合作共赢，保障邦普废旧电池的回收量，稳定再生材料的供应链;另一方面，可以充分利用废旧电池资源，减少原生料投入，间接减少碳排放，助力“双碳“目标实现。 邦普循环通过定向循环理论，实现“产品—废料—产品”全生命周期循环，成功将废旧电池再生为电池材料，从而反哺原生电池制造业，创造了良好的的经济和社会效益。 科技创新构建护城河 作为最早在回收行业研究“定向循环”技术的企业之一，邦普循环早在2009年便已创新性地推出“定向循环”核心技术。 随后，围绕着“定向循环”这一关键词，邦普循环诞生了一系列技术成果、研究报告、专利授权，并参与到省级、国家级的行业标准制定当中： 《废旧电池定向循环关键技术及其产业化》、《废旧电池定向循环关键技术》、《废弃锂电池资源化利用及其定向循环动力级电池材料技术研究》、《湖南邦普公司动力电池定向循环项目价值与风险研究》、《定向循环理论在循环经济领域的应用研究》…… 基于“定向循环”，邦普循环目前已拥有领先的工艺技术优势、专利优势与产品优势，这也成为邦普实现行业领先的重要原因。 工艺技术方面，邦普循环已掌握定向循环核心技术，经科技成果鉴定，多项技术达到国际领先水平。 具体来看，针对退役锂电池循环利用过程中自动化水平低、有价资源回收路径长、前驱体制备均匀性差、锂电材料性能不足且成本高等行业瓶颈，邦普循环经过多年的技术、装备创新，提出了全新技术模式，突破了关键核心技术瓶颈，建成产业化工程。 当前，邦普循环已形成了电池循环利用产业化基地，电池产品核心金属材料总回收率达到99.3%。 专利与标准制定方面，邦普循环披露的数据显示，截至2022年底，邦普循环已参与制修订废旧电池回收、电池材料等相关标准293项，其中发布180项;申请专利1950件，授权专利525件。 2022年，邦普循环还通过了《企业知识产权管理规范》国家标准的监督认证，相继获得了“第二十三届中国专利奖”“ 第九届广东省专利奖”和“2022年度国家知识产权优势企业”等荣誉称号。 产品方面，邦普循环使用协同萃取技术，高效率、低损耗，实现不分离提纯镍钴锰溶液，通过定向短流程高质量合成，形成车用镍钴锰酸锂正极材料和镍钴锰氢氧化物。 如今，邦普循环产品获得国家重点新产品、广东省名优高新技术产品、广东省名牌产品等荣誉称号，并荣获广东省科技进步奖一等奖、中国有色金属工业协会科学技术奖一等奖、中国循环经济协会科学技术奖一等奖。 不仅如此，邦普循环在科技创新方面还在不断进阶。近年来，邦普循环积极探索深层次的产学研合作模式，与多家高校及科研院所合作，建立战略伙伴关系，共同开展人才培养和产学研合作，引进高端研发人才，专门主导技术研发工作。 通过纵向构建开源与自研相互贯通的双路径科研通道，横向形成相对独立且流程相互衔接的研发模块，打造双通道多格子技术研发体系，积极应对市场需求变化及产业技术的升级，打造一个内外部双通道的研发体系。 环境友好、政策加持 此前学者对废旧电池进行的生命周期评估(LCA)，大多数是针对钴酸锂电池。但是，在动力电池领域，钴酸锂电池由于成本较高、安全性较差、循环寿命一般且材料稳定性不太好，通常不用作动力型电池。 因此，对市场主流的镍钴锰酸锂电池进行回收，并进行LCA，更具实际应用意义。 据维科网锂电了解，产业化制备镍钴锰三元系锂离子电池正极材料有4种工艺:定向循环法、传统湿法回收、传统火法回收和原矿冶炼法回收。 这4种工艺在致癌物、大气有机污染、大气无机污染、温室效应、臭氧层破坏、生态毒性、酸化及富营养化、矿产资源耗竭和化石燃料耗竭等9个方面对环境的影响各不相同。 对4种回收方法进行生产镍钴锰酸锂的实验结果如下(来自学术论文《废旧动力电池回收的环境影响评价研究》，原材料皆包含3330kg废旧动力电池)：
重点来了。从致癌物、大气有机污染、大气无机污染、温室效应、臭氧层破坏、生态毒性、酸化及富营养化、矿产资源耗竭和化石燃料耗竭等9种影响类型对4种制备镍钴锰酸锂的工艺进行LCA，特征化结果如下图所示：
从上图可知，定向循环、传统湿法回收各类环境影响类型均为负值，表明两种工艺在9种影响类型下均对环境友好。 更直观的做法是将9个环境因素整合成对人类健康损害、生态系统损害及资源损害3大方面的影响，从而得出4种工艺制备镍钴锰酸锂的环境指标分数。结果显示，定向循环、传统湿法回收、传统火法回收和原矿冶炼环境指标分数分别为-11883、-1552、57、25896。 显然，定向循环是4种工艺中对环境最友好的工艺，并且环境指标分数是第二位传统湿法回收的7.66倍! 基于对环境的友好，“定向循环”理念得到了国家政策与行业标准的支持。 在政策方面，截至2022年8月5日，共有不少于2个国家政策的内容涉及“定向循环”，全部持鼓励态度，分别是生环部发布的《废电池污染防治技术政策》以及工信部发布的《产业关键共性技术发展指南(2017年)》。具体如下图：
在行业标准方面，邦普循环牵头起草了《废旧小型二次电池回收处置要求》《车用动力电池回收利用再生利用第2部分：材料回收要求》等多项与“定向循环”相关的标准，定义了定向循环术语，详细说明了定向循环回收处理技术。 定向循环助力未来发展 资源是行业发展的重要前提，资源利用水平决定着行业未来的发展空间。 邦普循环提出的“定向循环”技术和商业模式，构建了资源有效循环利用的绿色闭环，助力产业链进一步发展与降碳。 从行业看，“定向循环”可节约金属资源，保障电池核心材料的供应稳定。随着新能源汽车的市场需求不断扩大，锂电池生产所需的关键金属材料也存在较大缺口。而退役电池则富含这些金属资源。通过定向循环技术能将其重新制备成电池材料，减少对原矿的开采以及对金属进口的依赖，可保障关键材料的稳定供应。 从企业看，“定向循环”可帮助企业降低成本，推动新能源汽车进一步普及。相比从原矿中开采金属资源，对废旧电池金属的资源化利用所产生的成本更低、效率更高，这将有利于电池企业降本提效，进一步推动新能源汽车整体成本的下降。 从节能减排角度看，“定向循环”可促进行业实现“双碳”目标。废旧电池的资源化利用是新能源汽车产业节能减碳、响应“双碳”目标的重要途径，开发废旧电池的资源化利用技术，有利于减少废弃电池的环境污染，提高金属资源的利用率，促进行业的可持续发展。 邦普循环相关人员举例指出，“要实现前段废料与后端原料的衔接，必须要有一个前提条件，即整个过程必须是从废旧电池到正极材料的定向循环路径，如果仅仅是将废旧电池制成黑粉或者盐，因为没有到达尾端，就无法实现把前端的废料通过技术改进变成后端的原料。” 总结 当前，回收利用行业作为循环经济的重要组成部分，是改善资源、环境问题的重要战场。 2020年9月，我国在联合国大会上宣布我们的“双碳”目标。 2021年3月，“加快建设动力电池回收利用体系”出现在2021年的国家政府工作报告中。 2021年7月，《关于印发“十四五”循环经济发展规划的通知》，提到将加强新能源汽车动力电池溯源管理平台建设、完善动力电池回收利用溯源管理体系等内容。
作为动力电池回收中对环境友好、顺应国家“3060碳中和”政策的定向循环，正在为全球环境做出巨大的贡献。 |
