תעשיית מיחזור סוללות ליתיום-יון: הזדמנויות ואתגרים בשוק העולה על 10 מיליארד יואן

על רקע אסטרטגיית האנרגיה הלאומית החדשה המתמשכת, רכבי אנרגיה חדשים ומערכות אחסון אנרגיה מתרחבים במהירות. כמרכיב ליבה, ניהול מחזור החיים המלא של סוללות חשמל הולך ונהיה בולט יותר ויותר. עם-שלב מוקדם של סוללות חשמל שנכנסות לשלב הפרישה שלהן, תעשיית מיחזור סוללות הליתיום- עוברת מתקופת הדגירה שלה לחלון הזדמנויות לפיתוח-בקנה מידה גדול. הדרישות הנוגעות לבטיחות מבנית הסוללה ואמינות האריזה מובילות עוד יותר את החשיבות של רכיבים מרכזיים כגון מארזי אלומיניום לסוללות רכב וקונכיות סוללה במערכת המיחזור והייצור מחדש.

 

 

סוללות ליתיום- משמשות בעיקר ברכבי אנרגיה חדשים, מערכות אחסון אנרגיה ואלקטרוניקה צריכה, כאשר סוללות חשמל מחזיקות במעמד דומיננטי. עם הצמיחה המהירה-מתמשכת של תעשיית רכבי האנרגיה החדשה מאז 2012, המספר הכולל של סוללות החשמל המותקנות בכלי רכב גדל במהירות, וכתוצאה מכך מגמת צמיחה ברורה בהיקף הסוללות שיצאו משימוש. לסוללות חשמל יש בדרך כלל חיי שירות של 5-8 שנים, כלומר, סוללות- בשלב מוקדם נכנסות בהדרגה לשלב פרישה מרוכז, מה שמניע ישירות את התרחבות הביקוש בשוק המיחזור של סוללות ליתיום-יון.

 

בתהליך זה, שלמות מבנה הסוללה ובטיחות הפירוק הופכים לתנאי יסוד קריטיים. מארזי אלומיניום לסוללת ליתיום ומעטפות סוללות כוח ממלאות תפקיד חיוני בהגנה על התאים ובהפחתת סיכוני הובלה ופירוק בשלב הראשוני של המיחזור, ומשפיעים ישירות על ניצול המפל וההתחדשות הבאים.

 

 

סוללות ליתיום פסולת מכילות מתכות-בערך גבוה כגון ליתיום, ניקל, קובלט ומנגן, כמו גם חומרים שעלולים להיות מסוכנים לסביבה כמו אלקטרוליטים. לסילוק לא נכון עלולות להיות השפעות-ארוכות טווח על הקרקע, גופי המים ובריאות האדם. מיחזור סטנדרטי לא רק מאפשר שימוש חוזר במתכות יקרות ערך, אלא גם מפחית באופן משמעותי את עוצמת הפקת משאבי המינרלים העיקריים ופליטת פחמן.

 

מנקודת מבט של משאבים, לחומרי המתכת ולרכיבים המבניים (כגון מארזי אלומיניום) בסוללות יש ערך מיחזור גבוה.

 

מארזי סוללות אלומיניום ומעטפות אלומיניום נטענות יכולים להשיג שיעור גבוה של התחדשות במערכת המיחזור, לעזור ליצור מערכת חומר-סגורה ולשפר את יעילות ניצול המשאבים הכוללת של התעשייה.

 

 

סוללות חשמל נכנסות לשלב הפרישה כאשר הקיבולת שלהן יורדת לכ-80% מהקיבולת המקורית שלהן, אך עדיין יש להן שימושיות מסוימת. כאשר הקיבולת הנותרת היא בין 20% ל-80%, ניתן להשיג ניצול מדורג באמצעות סינון ושילוב מחדש, עבור יישומים בכלי רכב חשמליים במהירות נמוכה-, אחסון אנרגיה מבוזר או מערכות אחסון אנרגיה ביתיות. כאשר הקיבולת יורדת מתחת ל-20%, הסוללה נכנסת לשלב המיחזור, משחזרת משאבי מתכת באמצעות פירוק ותהליכים מתכתיים.

 

בתהליך זה, תאים מרובעים והצורות המבניות שלהם מתאימים יותר לפירוק ולמיון בקנה מידה גדול-. לסוללות ליתיום מעטפת אלומיניום מרובעת ומארז סוללת אלומיניום תא פריסמטי יש תאימות מבנית טובה ויתרונות סטנדרטיזציה בשלב הניצול מדורג.

 

 

טכנולוגיית הליבה של מיחזור סוללות ליתיום מתמקדת בשלב עיבוד חומרי הקתודה. גישת התעשייה המרכזית משתמשת בדרך כלל בתהליך משולב של "פירוק פיזי + הידרו-מטלורגיה": הקצה הקדמי משתמש בפריקה, פירוק, ריסוק ומיון כדי להשיג סיווג חומרים ראשוני, בעוד הקצה האחורי משתמש בהידרופטלורגיה כדי לחלץ מתכות כגון ליתיום, ניקל, קובלט ומנגן.

 

חומרים כמו אלומיניום ונחושת במארז הסוללה ובקולט הזרם קלים יחסית למיחזור. בין אלה, יעילות הפירוק ובקרת טוהר החומר של מעטפת אלומיניום ליתיום-יון ומעטפת סוללת EV לרכב משפיעות ישירות על עלות המיחזור הכוללת ושיעור שחזור המתכות.

 

 

המשתתפים העיקריים בתעשיית מיחזור סוללות הליתיום כוללים יצרני רכב, יצרני סוללות, חברות מיחזור מקצועיות של צד שלישי- ובריתות שיתופיות. למודלים שונים יש מאפיינים משלהם מבחינת בקרת ערוצים, יכולות טכנולוגיות ומורכבות תפעולית. בסך הכל, הכיסוי של רשת המיחזור והבשלות של טכנולוגיית המיחזור מהווים את הליבה התחרותיות של ארגונים.

 

לגבי שיתוף הפעולה בשרשרת התעשייה, היציבות של מקורות פסולת סוללות במעלה הזרם קובעת את הקיימות של עסקי המיחזור, בעוד שחברות חומרי קתודה במורד הזרם הן הדורשות העיקריות של מוצרים ממוחזרים. ככל שמעמיק שיתוף הפעולה בשרשרת התעשייה, הסטנדרטיזציה של רכיבים מבניים של הסוללה, כגון מארזי אלומיניום סוללות ומארזי סוללות אלומיניום אנרגיה חדשה, תשפיע עוד יותר על היעילות והעקביות של מערכת המיחזור.

 

 

בשנים האחרונות, מדיניות ותקני תעשייה הקשורים לניהול מחזור החיים המלא של סוללות חשמל שופרו ללא הרף, המכסים היבטים כגון עיצוב, קידוד ועקיבות, מיחזור והובלה, ניצול מפל והתחדשות. התקנים הציבו דרישות ברורות לשיעור ההחלמה של מתכות מפתח, מה שמניע את התעשייה לשיעורי התאוששות גבוהים, זיהום נמוך וסטנדרטיזציה.

 

לפי הנחיית מדיניות, הדרישות לפירוק ומיחזור חומרים בשלב תכנון הסוללה עולות כל הזמן. רכיבים מבניים כגון לוחית כיסוי סוללת החשמל חייבים לעמוד בדרישות הבטיחות תוך התחשבות בצרכים של מיחזור וייצור מחדש במורד הזרם.

 

 

למרות סיכויי השוק הרחבים, תעשיית מיחזור סוללות הליתיום עדיין מתמודדת עם סיכונים מרובים, כולל שינויים בקצב התמיכה במדיניות, התחרות בתעשייה, תחרות על ערוצי מיחזור, תנודות במחירי המתכות, ניהול ייצור בטיחותי ואי ודאות בפיתוח טכנולוגיות חלופיות. גורמים אלה עשויים להשפיע על הרווחיות של החברה, מחזורי החזר ההשקעה ופיתוח- לטווח ארוך.

 

בהקשר זה, שיפור הבטיחות המבנית, העקביות והמיחזור של מערכות סוללות הפך לאמצעי חשוב לצמצום סיכונים מערכתיים, והחשיבות של מארזי אלומיניום למכוניות אנרגיה חדשות בהבטחת בטיחות הסוללות לאורך כל מחזור החיים שלהן בולטת יותר ויותר.

 

 

תעשיית מיחזור סוללות הליתיום נכנסת לשלב קריטי של פיתוח-בקנה מידה גדול וסטנדרטי. המהות שלה היא לא רק שימוש חוזר במשאבים אלא גם חוליה מכרעת במעגל הסגור של שרשרת תעשיית האנרגיה החדשה. ככל שסוללות חשמל מתפתחות לקראת צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, תוחלת חיים ארוכה יותר ובטיחות גבוהה יותר, איכות התכנון והייצור של רכיבי מבנה הסוללה ישפיעו ישירות על יעילות המיחזור, היתכנות השימוש המשני ועלויות התעשייה הכוללות.

 

תחת מגמה זו, תוך התמקדות בבטיחות המבנית ובאמינות האריזה של מערכות סוללות חשמל, אנו מתרכזים ללא הרף באופטימיזציה של החומרים והתהליכים של רכיבי ליבה כגוןמעטפת סוללה ומעטפת סוללה כוח, שואפים לספק פתרונות מבניים יציבים וברי קיימא יותר לכל מחזור החיים של סוללות אנרגיה חדשות.