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Wendy Zhou:優美科最新正極材料開發及電池回收
發布時間:2018-05-24 15:54:00
關鍵詞:CIBF2018

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5月24日,CIBF2018 第十三屆中國國際電池技術交流會展覽會在深圳會展中心開幕。美國優美科二次電池材料公司Wendy Zhou博士在技術交流會上發表主題演講。以下是演講正文:


非常感謝你的介紹,首先想感謝主辦方再次給我這樣的機會給大家做一個分享,也就是說做我們技術提升上的分享。我們主要的業務現在是高技術材料,而且是跟回收相關的,我們的主業是基于全球經濟、社會,以及環球趨勢而定的,主要側重于催化劑,電動車里面用的電池材料,以及貴金屬元素,以及其他金屬元素的回收。


我們都知道,各國政府對空氣的要求是越來越嚴格,我們認為,今后對催化劑的要求,以及對催化劑的量會越來越大。還有一個就是電池材料,由于電動汽車的推廣,對正極材料的需求也會越來越大。


如果我們對金屬的管理或對金屬的策略不加上回收,我們覺得這是一個非常不完全的對金屬管理的策略,所以,公司主要注重于這三方面的業務?,F在可以回收26種元素,包括貴金屬元素、金屬元素,把回收回來的金屬用到電池材料方面,再回到應用當中去。金屬回收的好處和其他的回收不一樣,可以無限制反復的用,不會對質量有損失,不像其他的回收,比如說紙,如果回收對質量會有非常大的影響。


優美科是一家為數不太多即能夠提供材料,又能夠提供回收業務的一家公司,在這種四種不同的車型來說,我們提供所有材料對這四種不同類型的車,比如說傳統車我們提供催化劑,在電動車里面我們提供不只是催化劑,還有電池材料。對EV來說就是電池材料,對今后將來的燃料電池來說,我們已經在準備催化劑,當然燃料電池里面還有很小的電池,里面也含有我們的正極材料。除了我們能夠提供這些材料,而且我們仍然能進行回收,所以是整個閉環鏈。


我們公司在回收方面做了很多年的努力,也建立了自己獨特的Position,在這方面也投入了大量的資金。在過去的15年當中供給給客戶的正極材料的量,大概的是在地球上每個人都有一部手機,相當于100萬輛電動汽車,這個量的概念已經有點過時了。2018年的總產量跟過去15年當中的總和非常相似,說明了這個行業的發展是非常之快。


(PPT)這是我們過去已經宣布的一些dimension,這些投資在今年年底之前,這個項目會全部完成。從2017年當中,我們又宣布了10億歐元的投資,這些投資主要用在韓國和中國的正極材料的擴建,我們還會在歐洲新造一個生產基地。到2021年我們的產能會達到17.5萬噸/年,相當于100個GWH的產能。


優美科的價值理念,在15年當中幾乎沒有什么變化,我們還是立足于安全,確保安全供貨,怎么確保安全供貨避免風險呢?我們在鈷酸鋰和三元體系建立獨立的供應鏈,一旦事情發生了就會有替代。這些生產基地現在分布在中國、韓國和比利時,一共有6個生產基地。


大家都知道,能量密度可以走幾個方向,大家都知道高鎳、高壓,還有一個就是負極材料,還有一個就是電池的優化。我們優美科在高鎳、高壓以及新興的負極材料都有大量的研究和開發。在2016年的CIBF的報告當中,非常詳細的介紹了我們高壓的NMC的一些開發情況和數據,今天我們著重于談一下高鎳的發展情況。


(PPT)這張圖可以看出,在上兩年當中,正極材料的金屬成本大幅度的增長,舉個例子,以NMC做例子,在上兩年當中,從10美元/公斤漲到25美金/公斤,在過去兩年當中,電池材料正極材料中的純金屬成本,從20美元/千瓦時漲到50美元/千瓦時,正極材料金屬成本已經將近30美元/千瓦時。我們OEM的目標是100美元/千瓦時,而且這個目標不期望會停止,還會一直在下降,這也就是為什么有了這個價格的目標才能夠推廣,即不能有風險,又要保持這么低的價,這是我們行業要努力的方向,其中一種辦法就是走高鎳的路,或者是很多人現在都是用少鈷,或者是不用鈷。


高鎳三大優點,高能量,低鈷,成本低。從這個圖中可以看到,NMC的容量要比其他的高,但是它主要有三大缺點,第一個就是壽命比較短,嚴重脹氣,以及性能差??梢钥吹剿乃p差,這些問題都是老問題,已經被關注了很多年。近年來確實有一些比較大的突破,但是還是有很多工作我們覺得需要做。


下面看一看我們優美科從第一代到第二代NMC811的比較結果,黑色的是第一代、紅色的是第二代,這是循環曲線(PPT),我們測DCR,可以看到第二代的循環穩定性有所提高。而且DCR的增長在整個循環中是減少不少,我們認為一定要控制DCR,如果DCR可以控制好,很多問題都可以解決。(PPT)下面是45度下的循環曲線,可以看到45度下第二代有明顯的改進。


下面再看一下脹氣的現象,通常高鎳含量越高,脹氣現象越來越嚴重,從圖中可以看到,在90度下保持4個小時再來檢測厚度。第一代的脹氣現象非常嚴重,52%。在考慮金屬策略的時候如果不考慮回收是很不完整的策略,我們認為在今后的10-15年當中,金屬一大部分會來自于回收。我們現在擁有的技術可以把這些金屬,鎳、鈷、銅、鋰從非電子材料提煉出來,再用到我們的材料當中。


我們現有的產能是700噸/年,這種產能和我們催化劑的金屬回收產能相比是非常小的,優美科的貴金屬、金屬回收的產能是50萬噸/年,相當于1000噸/天。所以我們現在面臨的問題不是產能問題,也不是技術問題,而是收集的問題。今天的智能手機能夠回收到的是小于5%,如果我們能夠把所有手機電池里面的鈷回收回來,這個鈷的量會跟在世界上現在最大的鈷礦公司的產量還要大?,F在我們浪費了很多鈷資源,不能這樣繼續下去,我們希望整個行業和監督機構,以及消費者都應該對數碼電子產品的回收做一些額外的努力。


對今后的電動汽車,我們想不會是這種情形,也不能這樣。在歐洲,如果想把電動汽車推廣,必須要有一定的回收方案以及策略,以及相應的措施。優美科在全球有非常多的舊電池回收點,希望工業界的同行們共同努力把這些資源都利用起來。我們優美科的回收工藝是用活法冶金法,第一步是把廢品的電池直接投入到爐子里面,如果小于20公斤的電池或電阻膜就可以直接扔進去,但是大于20公斤要部分裁切以后才能進去。現在的鈷銅回收率是95%,鋰還沒有達到95%的要求,但是我們在朝著這個方向努力,目前鋰不是在自己的公司回收,由于經濟效益,我們找一些合作伙伴幫我們回收。從能效方面來說,高溫工藝不低于水法工藝,一旦爐子開起來以后,大部分能量都可以從材料的本身當中吸取,比如說塑料、負極中的碳以及電解液。在大規模生產當中還有廢氣,里面有很大的熱量,在比利時的工廠里面,我們利用這些熱量去產生蒸汽。


我們優美科在大力的擴張,在歐洲、韓國、中國,如果對我們的業務或公司的文化感興趣,請聯系我們,謝謝大家。


提問:我覺得優美科是非常特殊的公司,現在鋰的正極材料很豐富,對回收是巨大的挑戰,現在實現了盈虧沒有?


Wendy Zhou:我們優美科的工藝優勢是在對電池組和大電池,如果是現在生產當中的電池我們的優勢不在那邊,而且從回收方面來說有兩點,現在對我們來說太早了一點,我們希望在智能電池方面,智能電池方面鈷的含量比例很高,現在這些資源全部都浪費掉了,也不知道怎么能夠通過同行們的呼吁,或者是政府的一些監管措施,還有消費者自身的想法,能把這些東西回收起來。


(根據速記整理,未經嘉賓審閱)


稿件來源: 電池中國網
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