新能源蓄電池回收成問題 拆解工序復雜且具安全隱患

近年來,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)迎來飛速增長,已成為全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)中巨大的市場。然而,隨著大批量新能源汽車投入市場,后續(xù)廢棄電池的流向與回收問題已引起廣泛關注。一旦動力電池"報廢潮"來臨,就必須有相對完善的方案來應對,否則節(jié)能環(huán)保的新能源汽車產(chǎn)業(yè)極有可能會遭受"反噬"。

廢舊電池拆解工序復雜且具安全隱患

由于國內(nèi)電池在尺寸及結構規(guī)范尚沒有統(tǒng)一的可依據(jù)的法規(guī),現(xiàn)在國內(nèi)各電池廠家八仙過海各顯神通。由于電池系統(tǒng)設計完全不同,所以無法采用同一套拆解流水線,導致電池拆解時極為不便。如果要進行自動化拆解,那面對現(xiàn)在大小不一、形狀不一的電池包及模組,對生產(chǎn)線的靈活性有很高的要求,從而導致處置成本過高。現(xiàn)國內(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程效率。同時,由于電池包本身具有高能量,可能會發(fā)生短路、漏液等各種安全問題,進而可能造成起火或爆炸,導致人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此,需要仔細研究電池包拆解過程中安全及效率的問題。

電池剩余壽命及電池狀態(tài)無法系統(tǒng)評估

廢舊汽車動力電池在重新進行梯次利用時,必須經(jīng)過品質檢測,包括安全性評估、循環(huán)壽命測試等,再將電芯分選分級,重組后才可以被再利用。但是,如果動力蓄電池在服役期間沒有完整的數(shù)據(jù)記錄,再利用過程進行電池壽命預測時,準確度可能會下降,電池的一致性無法保障,同時測試設備、測試費用、測試時間、分析建模等成本都會增加。由于不同電池的內(nèi)阻特性、電化學特性、熱特性相同,電池的不一致性和可靠性可能也無法保證,如果一些存在問題的電池在篩選過程中沒有被檢驗出來,而再次被使用,會增加其他整個電池系統(tǒng)的安全風險。所以,如何做到快速無損準確的檢測,是該種情況下梯級利用的關鍵所在。

電池系統(tǒng)集成技術不成熟

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,難以做到無損拆解,動力蓄電池梯級利用時最合理的是拆解到模組級。然而,不同批次甚至不同廠家生產(chǎn)的電池模組,要實現(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——分組技術:根據(jù)材料體系、容量、內(nèi)阻、剩余循環(huán)壽命等參數(shù),重新對電池模組進行分組并建立數(shù)據(jù)庫。分組參數(shù)設定要合理,若參數(shù)設定區(qū)間過大,模組離散性大,成組為系統(tǒng)后,對系統(tǒng)性能和壽命影響大;若參數(shù)設定區(qū)間過小,分組過于嚴格,會導致可匹配的模組少,系統(tǒng)集成困難。系統(tǒng)柔性設計:設計系統(tǒng)結構時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),所以設計時應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。

電池回收再利用經(jīng)濟性欠佳

正所謂,人無遠慮,必有近憂。一個行業(yè)的發(fā)展也是如此。眾所周知,中國新能源汽車發(fā)展速度極快,甚至有人用"大躍進"來形容。慶幸的是,越來越多的人與企業(yè)看到了新能源汽車發(fā)展過程中的短板,看出了其中的隱憂,其中,動力電池回收利用就是整個行業(yè)必須要面對的硬傷。汽車動力電池回收前必須先進行預處理,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,但代價高昂,因為殘余電壓仍然高達數(shù)百伏有一定危險;電池殼體為了安全需要,封裝為不可自拆卸的形式,打開頗費工夫。

就預處理環(huán)節(jié)而言,肯定是賠本買賣。就算是鋰電池,正極材料也是五花八門,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)過多種化工程序,對金屬氧化物進行萃取。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電池分類,成本也不低?；厥照龢O金屬,已經(jīng)是電池回收行當中最有利可圖的一個環(huán)節(jié)。