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尋電之路:制造到回收 追溯電池的一生

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  老鹵水通過管道輸送到15公里之外的青海鋰業(yè)碳酸鋰生產(chǎn)工廠,等待著正式生產(chǎn)。這座無人區(qū)內(nèi)的工廠中,駐守著300多名員工,女性員工占據(jù)不到30分之一,工作周期是每20天休息10天,三班倒服務(wù)工廠7x24小時的生產(chǎn)任務(wù)。

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  這名員工負(fù)責(zé)精制蒸發(fā)車間的數(shù)據(jù)監(jiān)控。當(dāng)鹽湖老鹵水引入工廠后,首先將通過粗制蒸發(fā)形成顆粒較大的碳酸鋰材料。之后再經(jīng)過二次精制蒸發(fā)濃縮,最終形成了由氯化鋰鹵水到粉末狀電池級碳酸鋰材料。

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  相比于鹽湖的多次晾曬過濾,氯化鋰到碳酸鋰的制作過程就要高效很多。目前青海鋰資源一期已于2018年10月投產(chǎn),在過去一年中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)一萬噸高品質(zhì)碳酸鋰的產(chǎn)能。而未來二期將建設(shè)年產(chǎn)1萬噸碳酸鋰、3萬噸硼酸;三期將建設(shè)年產(chǎn)1萬噸碳酸鋰、30萬噸硫酸鉀生產(chǎn)規(guī)模。

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  晚飯過后,籃球廠擠滿了員工,這是除了上網(wǎng)之外廠區(qū)內(nèi)僅有的娛樂項(xiàng)目;@球場外面是一些塑料綠植,午餐時的員工和我們說,假花假草是中秋晚會時家屬帶過來的,這里寸草不生,雖然綠植是假的,但有有些綠色總是好的。

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  節(jié)目組擦著夕陽離開了廠區(qū),回程的路上我們才發(fā)現(xiàn),距離這個廠區(qū)最近的一個村落(嚴(yán)格上是服務(wù)區(qū))居然需要60公里的距離。這些中國新能源產(chǎn)業(yè)源頭的勞動者們,就這樣駐守在這片看似荒涼卻是整個產(chǎn)業(yè)上揚(yáng)的起點(diǎn),盼好,盼越來越好。

電池正極材料生產(chǎn),新能源產(chǎn)業(yè)第一個閉環(huán)

  卡車將碳酸鋰從青海鹽湖拉向它的省會西寧,與青海鋰資源公司進(jìn)行對接的正是它的母公司——青海泰豐先行鋰能科技有限公司(下文簡稱泰豐先行)。這家公司的主要業(yè)務(wù)就是研發(fā)生產(chǎn)動力鋰離子電池關(guān)鍵的正極材料磷酸鐵鋰、三元鋰以及隔膜的研發(fā)和生產(chǎn)。而新能源產(chǎn)業(yè)的第一個小閉環(huán),在原材料端形成了。

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  目前動力電池主要分為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,兩者在碳酸鋰材料的基礎(chǔ)上分別應(yīng)用了不同的正極材料,例如三元鋰電池是由“鎳鈷錳”三種元素配合碳酸鋰組成。目前除基礎(chǔ)材料碳酸鋰之外,三元鋰的鎳鈷錳材料仍主要依賴進(jìn)口。尤其鈷作為“極其稀有”材料,目前全球資源主要集中在非洲地區(qū)。鈷目前也是電池原材料中成本最高的材料。

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  泰豐先行是目前國內(nèi)為數(shù)不多可以同時生產(chǎn)磷酸鐵鋰、三元鋰、鈷酸鋰以及隔膜材料的電池正極材料企業(yè)。由于生產(chǎn)的多樣化,這家公司在2017年時收購青海鋰資源公司,從而自給自足,打造出了一個原材料提取、生產(chǎn)以及回收材料再利用的原材料產(chǎn)業(yè)閉環(huán)。

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  鹽湖提取到碳酸鋰生產(chǎn)完畢,這是正極材料生產(chǎn)中的一部分。在西寧廠區(qū)內(nèi),碳酸鋰將根據(jù)生產(chǎn)種類的不同,分別與磷酸鐵鋰、三元鋰的其它原材料進(jìn)行混料、燒制、粉碎、二次燒制后才能夠成為真正的電池正極原材料。

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  三元鋰電池從2018年開始,成為了目前國內(nèi)新能源汽車主要選擇的動力電池技術(shù)。三元鋰電池由根據(jù)正極材料鎳鈷錳匹配不同的分為了,523、622以及目前最新一代的811配比,811代表的則是三種成分的比值:鎳0.8:鈷0.1:錳0.1。

  過去幾年中,全球的鈷元素價格已經(jīng)隨著新能源汽車市場的爆發(fā)而沖破了天花板,這也讓電池組制造成本難以下降(甚至有一定惡意壟斷的可能),從而也限制住了車輛終端售價。而從電池生產(chǎn)商到車企角度,如何降低對鈷的依賴性是控制整個成本鏈的關(guān)鍵,因此811配比已經(jīng)成為了目前大家心之向往的三元鋰電池路線,這同樣也是正極材料生產(chǎn)商需要發(fā)力的方向。

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第二集總結(jié)

  鹽湖提鋰-碳酸鋰生產(chǎn)-正極材料混料燒制-粉碎打包,鋰離子動力電池的正極材料完成了全部的工作,之后將發(fā)往全國各地甚至日系品牌的電池工廠中。在那里,正極材料將和電解液、附加材料、隔膜還有銅箔鋁殼相遇,進(jìn)行正式的電池生產(chǎn)。

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  青海省如今已經(jīng)成為中國最大的電池正極材料產(chǎn)地,除泰豐先行外,以比亞迪為例的整車企業(yè)也在當(dāng)?shù)亟⒘嗽牧咸崛?生產(chǎn)的基地。短短幾年的發(fā)展,在新能源產(chǎn)業(yè)的推動下,中國通過學(xué)習(xí)和自研,在原材料提取生產(chǎn)技術(shù)上有了質(zhì)變的進(jìn)步,將價格幾乎翻倍的下壓,尤其在隔膜材料上,從之前的每平米5元,壓縮到了每平米不足2元。技術(shù)越步的同時,也將青海這樣一個曾經(jīng)只有旅游業(yè)盛名的地區(qū),帶動成為了一個價值千億的鋰資源地區(qū)。(本期策劃/姚嘉;圖片拍攝/姚嘉;文/汽車之家 姚嘉)

下集預(yù)告:

  《尋電之路》第一季第三集,節(jié)目組繼續(xù)追尋電池原材料的軌跡,前往了電池生產(chǎn)企業(yè)。電池是如何造出來的?新能源汽車中的電池包又是如何用盡手段來保障安全的?下一集的內(nèi)容,我們將深入電池工廠一線,0距離尋找電池安全問題的答案。

  第三集上線時間:11月8日,本周五。

文章標(biāo)簽: 電動車技術(shù)
文章導(dǎo)航
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