新能源車(chē)的電池回收利用情況

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)汽車(chē)動(dòng)力回收產(chǎn)業(yè)剛剛起步。2015年，報(bào)廢動(dòng)力電池累計(jì)為2萬(wàn)~4萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng)的電池回收率僅為2%，以現(xiàn)在的回收產(chǎn)能根本無(wú)力負(fù)擔(dān)2020年預(yù)計(jì)的12萬(wàn)~17萬(wàn)噸的報(bào)廢電池。因此，在回收利用管理制度建設(shè)、先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、模式探索、標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建等方面存在的很多問(wèn)題亟待解決。

一、現(xiàn)在汽車(chē)動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)的主要問(wèn)題

1)廢舊汽車(chē)動(dòng)力電池拆解工序復(fù)雜且具有安全隱患

由于國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池在尺寸及結(jié)構(gòu)規(guī)范尚沒(méi)有統(tǒng)一的可依據(jù)的法規(guī)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)各電池廠家屬于八仙過(guò)，海各顯神通。電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)完全不同使得無(wú)法采用同一套拆解流水線適合所有的電池包和模組，導(dǎo)致電池拆解時(shí)極為不便。如果要進(jìn)行自動(dòng)化拆解，那面對(duì)現(xiàn)在大小不一，形狀不一的電池包及模組，需要對(duì)生產(chǎn)線的靈活性有很高的要求，從而導(dǎo)致處置成本過(guò)高?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)基本都是靠人工拆解，工人的技能水平直接影響著電池回收過(guò)程效率，同時(shí)由于電池包本身具有高能量，可能會(huì)發(fā)生短路、漏液等各種安全問(wèn)題，進(jìn)而可能造成起火或爆炸，導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，需要企業(yè)仔細(xì)研究電池包拆解過(guò)程中安全及效率的問(wèn)題。

2)產(chǎn)品一致性差且剩余壽命及電池狀態(tài)無(wú)法系統(tǒng)評(píng)估

廢舊汽車(chē)動(dòng)力電池在重新進(jìn)行梯次利用時(shí)必須經(jīng)過(guò)品質(zhì)檢測(cè)，將電芯分選分級(jí)，包括安全性評(píng)估、循環(huán)壽命測(cè)試等，將電芯分選分級(jí)，再重組后才可以被再利用。但是如果動(dòng)力蓄電池在服役期間沒(méi)有完整的數(shù)據(jù)記錄，再利用過(guò)程進(jìn)行電池壽命預(yù)測(cè)時(shí)，準(zhǔn)確度可能會(huì)下降，電池的一致性無(wú)法保障，同時(shí)測(cè)試設(shè)備、測(cè)試費(fèi)用、測(cè)試時(shí)間、分析建模等成本都會(huì)增加。由于不同電池的內(nèi)阻特性、電化學(xué)特性、熱特性相同，電池的不一致性和可靠性可能也無(wú)法保證，如果一些存在問(wèn)題的電池在篩選過(guò)程中沒(méi)有被檢驗(yàn)出來(lái)，而再次被使用，會(huì)增加其他整個(gè)電池系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)。所以，如何做到快速無(wú)損準(zhǔn)確的檢測(cè)，是該種情況下梯級(jí)利用的關(guān)鍵所在。

近日，國(guó)家發(fā)布了GB/T 32690《電動(dòng)汽車(chē)遠(yuǎn)程服務(wù)于管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)劃》，法規(guī)將新能源汽車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)收集及監(jiān)控列入為企業(yè)強(qiáng)制要求，未來(lái)推廣執(zhí)行后將會(huì)彌補(bǔ)這方面的數(shù)據(jù)空缺。

3)系統(tǒng)集成技術(shù)不成熟

由于電芯之間的連接通常都是激光焊接或其他剛性連接工藝，難以做到無(wú)損拆解，動(dòng)力蓄電池梯級(jí)利用時(shí)最合理的是拆解到模組級(jí)，然而不同批次甚至不同廠家生產(chǎn)的電池模組，要實(shí)現(xiàn)在同一系統(tǒng)中混用，需考慮并解決以下系統(tǒng)集成技術(shù)：分組技術(shù)：根據(jù)材料體系、容量、內(nèi)阻、剩余循環(huán)壽命等參數(shù)重新對(duì)電池模組進(jìn)行分組并建立數(shù)據(jù)庫(kù)。分組參數(shù)設(shè)定要合理，若參數(shù)設(shè)定區(qū)間過(guò)大，模組離散性大，成組為系統(tǒng)后，對(duì)系統(tǒng)性能和壽命影響大；若參數(shù)設(shè)定區(qū)間過(guò)小，分組過(guò)于嚴(yán)格，會(huì)導(dǎo)致可匹配的模組少，系統(tǒng)集成困難。系統(tǒng)柔性設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)需要充分考慮不同模組可能具有的尺寸、重量和串并聯(lián)數(shù)，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該是在空間上有很大的彈性，以兼容不同的模組，固定方式既要考慮緊固性和可靠性，又要考慮彈性和便于快速裝卸。

4)回收利用經(jīng)濟(jì)性欠佳

新能源汽車(chē)網(wǎng)訊  汽車(chē)動(dòng)力電池回收前必須先進(jìn)行預(yù)處理，包括放電、拆解、粉碎、分選。拆解之后的塑料和金屬殼體可以回收，但代價(jià)高昂：因?yàn)闅堄嚯妷喝匀桓哌_(dá)數(shù)百伏(不包括18 6 5 0 電池)，有一定危險(xiǎn)；電池殼體為了安全需要，封裝為不可自拆卸的形式，打開(kāi)頗費(fèi)功夫。就預(yù)處理環(huán)節(jié)而言，肯定是賠本買(mǎi)賣(mài)。

就算是鋰電池，正極材料也是五花八門(mén)，主流的就有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰等。用酸堿溶液浸出，然后再經(jīng)過(guò)多種化工程序，對(duì)金屬氧化物進(jìn)行萃取。但這些氧化物的成分萃取條件不同，混合液更為棘手。事先按照正極材料對(duì)電池分類(lèi)，成本也不低?；厥照龢O金屬，已經(jīng)是電池回收行當(dāng)中最有利可圖的一個(gè)環(huán)節(jié)。但是程序太過(guò)復(fù)雜，會(huì)算賬的企業(yè)都對(duì)之卻步，除非金屬價(jià)格高到2011 年的份兒上?，F(xiàn)在大宗商品和有色金屬、稀土產(chǎn)品價(jià)格都在低谷徘徊，用這些方法回收金屬相當(dāng)不劃算，更別提事后麻煩更大的廢液處理。照目前的技術(shù)水準(zhǔn)，單只廢液處理一項(xiàng)，就足以吃掉可憐的回收金屬收益。而負(fù)極材料都是石墨(硅電池只是試驗(yàn)室規(guī)模)，該材料太便宜，只能做丟棄掩埋處理。幸好石墨本身并不污染環(huán)境，只占用空間。在目前技術(shù)條件下，沒(méi)有公司會(huì)主動(dòng)投入回收產(chǎn)業(yè)。

總結(jié)：國(guó)內(nèi)動(dòng)力蓄電池品種繁多，電池構(gòu)造復(fù)雜且沒(méi)有固定標(biāo)準(zhǔn)，造成拆解回收工藝復(fù)雜，回收成本高，企業(yè)缺乏回收熱情，難以形成產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)，且重組技術(shù)手段不成，加之政府缺乏監(jiān)管及鼓勵(lì)政策，動(dòng)力蓄電池回收面臨極大困難。

二、回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向及趨勢(shì)

1.管理制度需要進(jìn)一步明確，獎(jiǎng)罰需分明

為加強(qiáng)新能源汽車(chē)廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)管理，規(guī)范行業(yè)和市場(chǎng)秩序，工業(yè)和信息化部陸續(xù)制定了《新能源汽車(chē)廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》及其配套《新能源汽車(chē)廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法》。

今年以來(lái)，政府部門(mén)著力開(kāi)展《新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收利用管理辦法》的研究制定工作，該《辦法》的制定基于生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度理念，立足于對(duì)動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品全生命周期進(jìn)行管理?！掇k法》涵蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、回收、梯級(jí)利用、再生利用等相關(guān)階段，明確動(dòng)力蓄電池生產(chǎn)企業(yè)、汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)、梯級(jí)利用企業(yè)以及報(bào)廢汽車(chē)回收拆解企業(yè)等承擔(dān)各階段動(dòng)力蓄電池回收利用的相關(guān)責(zé)任。目測(cè)這也是為了以后強(qiáng)制性監(jiān)管作準(zhǔn)備，在環(huán)保這個(gè)基本國(guó)策的前提下，沒(méi)有哪個(gè)企業(yè)敢觸高壓線，哪怕只是應(yīng)付監(jiān)管將廢舊電池在倉(cāng)庫(kù)堆放起來(lái)，也能避免在無(wú)監(jiān)管狀態(tài)下的大規(guī)模二次污染。

2.急需建立動(dòng)力電池回收標(biāo)準(zhǔn)體系

目前我國(guó)對(duì)退役動(dòng)力蓄電池的殘余價(jià)值評(píng)估、健康狀態(tài)評(píng)價(jià)等關(guān)鍵技術(shù)還不成熟，梯級(jí)利用和再生利用環(huán)節(jié)相關(guān)技術(shù)研發(fā)相對(duì)滯后，需行業(yè)專(zhuān)家協(xié)同合作，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，攻堅(jiān)克難，突破技術(shù)難點(diǎn)。比如在電池拆解方面，需要進(jìn)行柔性化的配置，將拆解流水線進(jìn)行分段細(xì)化，針對(duì)不同的電池pack，在制定拆解操作流程時(shí)，要盡可能復(fù)用現(xiàn)有流水線的工段和工序，以提高作業(yè)效率，降低重復(fù)投資。同時(shí)，需要完整記錄動(dòng)力蓄電池在服役期間運(yùn)行數(shù)據(jù)，梯次利用的廠家可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)，建立電池模組的壽命模型。

現(xiàn)動(dòng)力電池回收急需技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，電池容量達(dá)到需要進(jìn)入回收程序，何種程度可以進(jìn)入下一階梯利用，何種程度不能再進(jìn)行梯次使用，都沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)可以參照，這需要政府層面建立相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。更深層次，如果以后將動(dòng)力電模組的外形尺寸，內(nèi)部結(jié)構(gòu)作一個(gè)較為統(tǒng)一的法規(guī)規(guī)范，那將為下游電池回收產(chǎn)業(yè)節(jié)約龐大的支出，也將進(jìn)一步降低梯次使用的電池成本，為自動(dòng)化電池拆解創(chuàng)造了可能，對(duì)電池回收產(chǎn)業(yè)推進(jìn)有極大的幫助。根據(jù)小道消息，目前這方面法規(guī)在醞釀中，不知是否會(huì)很快發(fā)布并實(shí)施。

3.建立新的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，尋找盈利點(diǎn)

對(duì)于動(dòng)力電池回收，只有不停鉆研技術(shù)，提高金屬冶煉效率及降低成本，如果產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)，在國(guó)家的補(bǔ)貼和扶持政策下能夠站穩(wěn)腳跟，那以后還是可以大有可為的。

對(duì)于動(dòng)力電池的梯次利用衍生產(chǎn)品，客戶在知情的情況下，會(huì)對(duì)產(chǎn)品的性能、壽命、可靠性、安全性等心存疑慮，產(chǎn)品的推廣會(huì)存在一定的阻礙。在產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用方面，要充分考慮客戶的現(xiàn)狀和訴求，多種商業(yè)運(yùn)作方式相結(jié)合，在充分幫助客戶獲利的基礎(chǔ)上，獲得自己的利益?？沙浞纸梃b其他行業(yè)的一些成功經(jīng)驗(yàn)，如分期付款、分時(shí)租賃、盈利后結(jié)算、托管運(yùn)營(yíng)、甚至免費(fèi)供貨(靠后續(xù)增值服務(wù))等，探索梯次利用方面的有效商業(yè)模式。

總結(jié)：目前國(guó)內(nèi)汽車(chē)動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)的運(yùn)營(yíng)模式總體還處于摸索階段，現(xiàn)在急需政府介入，在制定政策和建立標(biāo)準(zhǔn)體系上引導(dǎo)企業(yè)逐漸走上健康的發(fā)展道路。也需要產(chǎn)業(yè)上下游一起成立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，建立健康的產(chǎn)業(yè)鏈，尋找可行的盈利點(diǎn)。

三、借鑒日本的經(jīng)驗(yàn)

直到今天，日本沒(méi)有針對(duì)動(dòng)力電池的專(zhuān)門(mén)法規(guī)。但日本環(huán)保法規(guī)(《資源有效利用法》、《節(jié)能 法》與《再生資源法》)明確的情況下，沒(méi)有理由單獨(dú)為動(dòng)力電池制訂一部法律，況且法律本身也不能解決技術(shù)問(wèn)題。

日企在新能源車(chē)領(lǐng)域起步比我們?cè)缡畮啄辏S田的普銳斯誕生于1997年。按照日本人極其重視垃圾回收(全國(guó)垃圾處理率達(dá)到100%)推理，日本應(yīng)在新能源車(chē)誕生5年內(nèi)建立動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)鏈，但實(shí)際上并沒(méi)有。即便對(duì)于豐田而言，回收鎳氫電池(混動(dòng)車(chē)用動(dòng)力電池)，同樣面臨無(wú)利可圖的困境。

日本直到2011年才在本土啟動(dòng)回收鎳氫電池項(xiàng)目的。在本土，豐田與住友金屬合作，借助后者世界一流的高純度提取技術(shù)，豐田實(shí)現(xiàn)了混合動(dòng)力車(chē)動(dòng)力電池中鎳的多次利用，該項(xiàng)業(yè)務(wù)可回收電池組中50% 的鎳；同時(shí)豐田化學(xué)工程和住友金屬礦山配置了每年可回收相當(dāng)于1萬(wàn)輛混合動(dòng)力車(chē)電池用量的專(zhuān)用生產(chǎn)線；而2012 年，本田則與日本重化學(xué)工業(yè)公司合作做了類(lèi)似的事情。不過(guò)，本田回收項(xiàng)目可以回收超過(guò)80% 的稀土金屬，用于制造新鎳氫電池。在幾年前，混合動(dòng)力車(chē)電池中回收的鎳只能用來(lái)生產(chǎn)不銹鋼。隨著高精度鎳提取及分離技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在回收的鎳可以用來(lái)生產(chǎn)新電池。豐田已經(jīng)將鎳回收利用技術(shù)推廣到海外工廠。

回收電池雖然是責(zé)任所在，但日企也是依靠回收金屬(包括對(duì)日本來(lái)說(shuō)極為寶貴的稀土元素)作為回收產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)力。

在歐洲，豐田則表現(xiàn)出更積極的態(tài)度，這與歐洲更為苛刻的環(huán)保法規(guī)有關(guān)。豐田去年宣布，實(shí)現(xiàn)對(duì)混動(dòng)車(chē)電池100 % 的回收目標(biāo)，之前回收率91%。豐田同時(shí)延長(zhǎng)SNAM公司(法國(guó))、優(yōu)美科(Umicore)集團(tuán)(比利時(shí))合作關(guān)系，由后兩者分別對(duì)鎳氫電池和鋰電池進(jìn)行回收。而豐田(含雷克薩斯)自2000 年起，已經(jīng)在歐洲累計(jì)銷(xiāo)售了8 5 萬(wàn)輛混動(dòng)車(chē)，比目前我國(guó)的新能源車(chē)車(chē)保有量還要大。同時(shí)，為了延長(zhǎng)動(dòng)力電池的使用壽命，避免處理高峰的產(chǎn)能限制。豐田還推進(jìn)動(dòng)力電池梯次利用項(xiàng)目。去年，豐田將凱美瑞混合動(dòng)力車(chē)的廢舊電池用于黃石國(guó)家公園設(shè)施儲(chǔ)能供電。日產(chǎn)也與住友合作，利用電動(dòng)車(chē)聆風(fēng)的廢舊鋰電池開(kāi)發(fā)蓄電池系統(tǒng)，作為太陽(yáng)能發(fā)電的輔助儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于在夜晚和光照不足天氣下的獨(dú)立供電。住友商事與日產(chǎn)合資成立的4REnergy公司，以電動(dòng)車(chē)EV 廢舊鋰電池的商業(yè)再利用為目標(biāo)，其公司成立5年來(lái)，已經(jīng)成為商業(yè)上最成功的鋰電池回收企業(yè)。