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从国外经验看国内动力电池回收格局

导读: 有研究显示,回收锂离子电池可节约51.3%的自然资源,包括减少45.3%的矿石消耗和57.2%的化石能源消耗。锂离子电池材料中,包含很多有价值的材料。以一种三元材料电池为例,其中含镍12%、钴5%、锰7%、锂1.2%,如果通过回收工艺,将有价值材料再利用,会达到节约资源的目的。

  在国家政策的引导和推动下,我国新能源汽车产业发展迅猛。工信部数据显示,2009年至2016年上半年累计生产新能源汽车67.4万辆。中国汽车技术研究中心预测,到2020年前后,我国纯电动(含插电式)乘用车和混合动力乘用车的动力电池累计报废量将达到12万~17万吨。车用动力电池报废渐成规模,如何进行处置将是影响新能源汽车发展的重大课题。

  12月1日,工信部发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法(征求意见稿)》(以下简称《意见稿》),对动力电池全生命周期的管理和要求做出详细规定,并提出了相应的奖励和处罚措施。

  《意见稿》明确,汽车生产企业承担动力蓄电池回收利用的主体责任。

  先梯级利用,后再生利用

  提高电池全生命周期使用价值

  车用动力电池报废后如不进行必要的处理,会造成环境污染和资源浪费。中国电动汽车百人会研究咨询部张健指出:“我国车用动力电池绝大多数为锂离子电池,其中虽然不含汞、镉、铅等毒害性较大的重金属元素,但如果处理不当仍会对环境造成极大污染。”

  比如废旧锂离子电池的电极材料进入环境中,可与其他物质发生化学反应,造成重金属污染、碱污染和粉尘污染;电解质进入环境中,经过化学反应,可能造成氟污染和砷污染。

  有研究显示,回收锂离子电池可节约51.3%的自然资源,包括减少45.3%的矿石消耗和57.2%的化石能源消耗。锂离子电池材料中,包含很多有价值的材料。以一种三元材料电池为例,其中含镍12%、钴5%、锰7%、锂1.2%,如果通过回收工艺,将有价值材料再利用,会达到节约资源的目的。

  张健指出,动力电池再利用还可以提高电池全生命周期使用价值。

  “从新能源汽车上淘汰的动力电池,仍基本保持70%~80%的初始能量,如果直接拆解回收,是对电池剩余使用价值的浪费。”中国电动汽车百人会研究咨询部张成斌解释说,动力电池报废后,除了化学活性下降外,电池内部的化学成分并没有改变,剩余能量完全可以继续满足家庭储能、分布式发电、微网、移动电源、后备电源、应急电源等中小型储能设备、大型商业储能和电网储能市场的使用。因此,如果废旧动力电池梯次利用技术提高、经济成本下降,在梯次利用领域,动力电池的全生命周期使用价值将会得到充分利用。

  综上考虑,《意见稿》明确提出,废旧动力蓄电池应该进行梯级利用后再生利用。梯级利用企业对符合要求的废旧动力蓄电池进行分类重组利用,按照国家统一编码标准对梯级利用电池进行编码和加贴标识。梯级利用企业生产梯级利用产品过程中产生的废旧动力蓄电池,应移交至再生利用企业。

  结构复杂、数据缺乏和成本偏高

  阻碍回收再利用下一步发展

  谈到电池回收利用面临的问题时,张健表示,首先,退役电池复杂性高,拆解不便。比如,电池有方型、圆柱形不同类型,其叠片、绕组形式也不同。这些复杂性导致电池回收再利用或者拆解时极为不便。如果进行自动化拆解,对生产线的柔性配置要求比较高,从而导致处置成本过高。因此,在目前自动化水平不高的情况下,多数工序是人工完成的。

  “工人的技能水平可能会影响着电池回收过程中的成品率,同时手工拆解过程中,电池短路、漏液可能导致起火或者爆炸,对人身和财产有潜在安全隐患。”张健称。

  此外,退役电池的再利用必须经过品质检测,包括安全性评估、循环寿命测试等。但是如果动力电池在服役期间没有完整的数据记录,再利用过程进行电池寿命预测时,准确度可能会下降,电池的一致性无法保障。张成斌补充说,如果一些存在问题的电池在筛选过程中没有被检验出来,而再次被使用,会增加整个电池系统的安全风险。

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