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拿什么爱你——动力锂电池回收的现状与难点浅

发布时间:2019-12-11 11:46:09浏览次数:

  

  从2018年开始,我国首批进入市场的新能源汽车锂动力锂电池将面临报废回收的问题。据预测,2018年,我国动力锂电池废旧回收市场将初具规模,累计废旧动力锂电池超过12GWH、报废量超过17万吨,从中回收钴、镍、锰、锂、铁和铝等金属所创造的回收市场规模将超过53亿元。到2020年,我国车用锂电池累计报废量将会达到20万吨。随着新能源汽车的发展和时间的推移,动力锂电池回收的压力会越来越大。而实际上,2015年报废动力锂电池累计为2~4万吨,对应的电池回收率仅为2%,即0.04~0.08万吨。以现有的回收能力,想要担起未来20万吨的“重担”,无疑是杯水车薪。

  政策:紧锣密鼓,相继出台

  2016年,国家工信部和发改委联合发布了《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策》,政策明确了责任主体,即谁污染谁治理。这也就意味着动力生产企业和汽车制造商在动力锂电池回收的问题上有着不可推卸的责任。

  2017年1月,国务院办公厅发布《生产者责任延伸制度推行方案》,确定对电器电子、汽车、铅酸蓄电池和包装物等4类产品实施生产者责任延伸制度,逐步建立全国统一的汽车全生命周期信息管理体系,加强报废汽车产品回收利用管理。

  2017年2月初,工信部、商务部、科技部联合印发《关于加快推进再生资源产业发展的指导意见》,及“开展新能源汽车动力锂电池回收利用试点,建立完善废旧动力锂电池资源化利用标准体系,推进废旧动力锂电池梯级利用”。

  现状:迫在眉睫,压力重重

  工信部数据显示,2009-2016年上半年累计生产新能源汽车67.4万辆。不远的将来,这批新能源汽车的车用动力锂电池将面临着“回收”窘态。

  纵观我国锂电池回收现状,市场上动力锂电池的回收主体主要有回收小作坊、专业回收公司,缺乏以动力锂电池生产企业或电动汽车企业为主体的回收体系。同时,国产动力锂电池型号众多、电池包结构不统一,组装工艺和技术千差万别,拆包过程对生产线的整体技术要求非常高。而市场上的回收企业规模大小不一,工艺设备落后,也无法避免少数不具有回收资格的企业非法从事废旧动力锂电池回收。但如果交由依法注册纳税的正规企业,取得资质并按照国家标准排放,势必会在回收价格上缺乏竞争力,尽管梯次利用在理论上是一种非常好的方案,但对目前的锂电池来说却很难实行。

  如今,政策的出台以及新能源汽车产业的发展,一方面对企业提出了强制措施,另一方面也给电池回收市场描绘出了“未来无限好”蓝图。出于多方考虑,一些企业纷纷开始布局。这其中不乏传统回收企业、冶炼企业、材料企业、电池企业和新能源汽车企业等。然而回收行业有它的行业特性,仅凭借一腔热血、缺乏技术沉淀,很难做得长远。

  难处:荆棘满路,十面楚歌

  尽管多方呼吁“回收”,然而实际走访中,笔者发现很多一线城市的废品回收站都不收购动力锂电池。一些收废品的小贩表示:“铅酸电池我们会弄,直接拆开,里面的铅极板就能卖钱。锂电池,我们不知道怎么处理,不收。”

  市场是敏锐的,废品站不收动力锂电池,证明回收这种电池“不赚钱”。像传统的塑料、纸张、金属回收,从生产到回收到再利用,早就形成闭环。企业不需要去找,便会“自动送上门”。动力锂电池回收显然还达不到传统材料回收的闭合程度。从利润角度,以回收处理1吨废旧磷酸铁锂动力锂电池的成本为8540元为例,再生材料的收益仅为8110元,实际亏损430元。

  令“回收”陷入如此“尴尬”境况的原因,主要有以下几方面。

  首先是理论方面。动力锂电池是新能源汽车的关键核心零部件,其回收处理的技术复杂程度比小型电池要高很多,涉及的专业技术学科也比较广范,包括化学、材料工程、电化学、机械、车辆等学科,过去回收企业只需要对电池行业有所了解,现在还要了解汽车行业。客户的需求改变了,原来企业沉淀的基础理论的东西也需要提升。

  二是动力锂电池本身。回收企业收到的电池包括各种形态、尺寸、规格、封装形式、设计工艺和串并联成组形式,以及多样化服役时间、应用车型和使用工况等诸多因素,使得拆解时涉及到多种封装夹具,企业很难实现大规模批量化拆解,也给“梯次利用”带来很大困难。同时动力锂电池拆解还会涉及到重金属、有机电解液等,这又会涉及环保方面问题,对动力锂电池回收再利用而言,每个环节都至关重要。电池系统设计完全不同使得无法采用同一套拆解流水线适合所有的电池包和模组,导致电池拆解时极为不便。国内大多依靠人工拆解,工人的技能水平直接影响着电池回收过程效率。同时由于电池包本身具有高能量,可能会出现短路、漏液等情况,进而造成起火或爆炸,导致人员伤亡和财产损失。

  三是梯次利用方面。退役的动力锂电池,仍保持70%-80%的初始能量,如果直接拆解回收,会造成浪费。因此,目前理想的状况是先将退役电池进行梯次利用,比如制成供家庭、移动电源、后备电源、应急电源等储能设备。淘汰后再进行资源化回收利用。但实际操作中,要求电池成组后的外形、安装、动力接口、信号接口以及各种协议、电压等级等都必须统一起来。由于退役电池一致性差,品质不高,缺乏安全性和稳定性,在技术成熟前,尚不适宜梯次利用。

  四是技术方面。从废旧锂电池中直接回收正极材料、负极材料、电解液、隔膜等高附加值的中间品商业化难度很大。而且在拆解过程中,不同类型电池制造和设计工艺的复杂性、串并联成组形式、服役和使用时间、应用车型和使用工况的多样性都会影响拆解复杂程度和安全性等。原来的传统湿法冶炼和手工拆解技术解决不了动力锂电池复杂的结构所带来的环保问题和安全问题,此外还有材料的定向合成问题。

  五是商业模式的构建。动力锂电池回收体系比较复杂,涉及的汽车厂、电池厂等相关方比较多,且不同汽车厂家的动力锂电池结构差异较大,材料体系和应用载体也不同,其生命周期截止模式也不一样,加之钴镍锂等战略资源的国际化杠杆作用,使得动力锂电池回收难以“如法炮制”其他回收模式。想要建立一个完善的回收体系,急需汽车企业、动力锂电池企业、回收企业,以及政府部门的相互协作。

  未来:提升技术,心存希望

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