我国最新新能源汽车动力电池退役预测研究结果显示,未来5年,动力电池平均每年退役约20—30GWh/16万吨,预计到2026年累计退役超过142.2GWh/92.6万吨。不难看出,新能源造车热度节节攀升的同时,退役动力电池的数量也将迎来爆发式增长。因此,解决废旧动力电池回收再利用的问题迫在眉睫!
新能源汽车动力电池回收利用
解决动力电池回收的必要性
我们多少都曾有过对“电池污染”的恐慌。相关研究显示,一节普通电池被丢弃到大自然中,有可能污染60万升水,相当于一个人一生的用水量。目前我国动力电池主要为磷铁酸锂、三元锂为主,以及少量钛酸锂、钴酸锂、锰酸锂电池。废旧动力电池中含有大量的锰、钴、镍等重金属元素,同时其电解液中也含有六氟磷酸锂等高毒性物质及挥发物,不当处置会对环境造成严重破坏。
电池污染
只有当电池重生的闭环打通了,“新能源=环保”的命题才能成立。当废旧电池产生了价值,电动车的保值率也可能上升,由此也可打消用户购买电动车的顾虑。
动力电池回收技术
动力电池回收之后的利用方式大致可以分为两类,一类是梯次利用,梯次利用指的是将退役动力电池中剩余容量较高的动力电池,应用至其他对电池性能要求不太高的领域进行梯次利用。另一类是直接进行拆解回收(再生利用),也就是通过物理、化学或者生物方法,直接将整个动力电池拆解开来,提炼出还能够循环再利用的金属元素。从科学、经济角度出发,应遵循先梯次利用后再生利用的回收原则。
回收工厂首先要对退役电池进行检测、分类、修复或重组。如果电池自身的状况良好。那么,就可以遵循“梯次利用”原则,再度修复出厂,或“降级”到通信基站、储能基地等地方继续服役,或回流到低速电动车市场,直到性能不再符合需求。比如,南孚电池宣传的“用完放到遥控器继续用”的口号就是最初的“梯次利用”。再比如日本三菱会使用退役电池为大楼供电,奥迪、雷诺等欧洲车企尝试将退役电池与建筑供电结合。
如果不具备梯次利用价值了,所有的电池会来到“再生利用”环节。对其进行分解、切碎、燃烧工序,混合成浆料,再分离出有价值的镍、锂、钴和铜离子,最后回到电池生产,重新利用。实现从废电池中来、到新电池中去的价值链闭环,既保障了资源供应,又降低了原材料及制造成本。
动力电池回收的痛点
目前动力电池回收的难点并非在技术上,更多在于行业标准模糊。在这条路上,我国一直在不断地健全完善相关制度和标准。2012年,我国发布《节能与新能源汽车产业发展规划》,对动力电池回收利用做出了部署。2018年,七部委联合印发了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,强调“动力电池回收实行生产者责任延伸制”,也即车企承担回收责任。2020,工信部发布《2020年工业节能与综合利用工作要点》,其中就包括推动新能源汽车动力蓄电池回收利用体系建设。2022年8月,工信部研究制定《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》和行业急需标准,健全动力电池回收利用体系。
这里总结几点回收的难处。
1.废旧汽车动力电池拆解工序复杂且具有安全隐患。国内基本都是靠人工拆解,工人的技能水平参差不齐,同时由于电池包本身易燃易爆,可能会发生短路、漏液等各种安全问题,进而可能造成起火或爆炸。
2.动力电池标准不一,要想形成规模效应不容易。由于设计思路、材料选择等多方面的不同,动力电池的型号类型也不尽相同,在无形中拉高了动力电池回收企业拆解或利用退役动力电池的难度。一套拆解或者回收的方案很难应用到所有动力电池上。只有形成规模效应才能提高效率降低成本。
3.回收利用经济性欠佳。回收正极金属,已经是电池回收行当中最有利可图的一个环节。但是程序太过复杂,会算账的企业都望之却步。此外,电池回收利用涉及到消费者、整车企业、电池企业、下游梯次利用企业以及电池拆解企业,目前没有成熟的商业模式,一切都还在探索之中。
结语
面对越来越多的废旧锂电池的到来,建立一套完善并且健康的电池回收体系非常重要,只有这样才能让废旧锂电池得到合理利用、回收,实现电池价值最大化同时还能降低目前电池的制造成本。
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