鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:775次 | 2021年10月20日
我國動力鋰離子電池回收利用面對的問題與挑戰(zhàn)
從年初新能源汽車新一輪補(bǔ)貼政策出臺,到七月《國務(wù)院辦公廳有關(guān)加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見》公布,國家一系列組合拳式的利好政策,將推動我國含電動汽車在內(nèi)的新能源汽車的快速發(fā)展,也必將帶動動力鋰離子電池呈現(xiàn)爆發(fā)式上升??梢灶A(yù)計,不久的將來,淘汰和廢棄動力鋰離子電池的處理將是我國不得不面對的問題,如何實(shí)現(xiàn)動力鋰離子電池與環(huán)境共融,即動力鋰離子電池的高效回收利用已成為擺在產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面前的重要課題。
一、動力鋰離子電池回收利用勢在必行
海量的動力鋰離子電池淘汰和處理將成為未來的重大問題。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計,2014年1-十月,我國純電動乘用車生產(chǎn)2.22萬輛,同比上升7倍,插電式混合動力乘用車生產(chǎn)1.11萬輛,同比上升20倍。電動汽車產(chǎn)量的上升,帶動了動力鋰離子電池需求量的大幅新增。由于動力鋰離子電池報廢的標(biāo)準(zhǔn)是電池容量低于80%,未來隨著電動汽車的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化,海量的動力鋰離子電池淘汰和處理,將是電動汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展必須面對的一個難題。據(jù)賽迪經(jīng)智預(yù)測:到2015年,動力鋰離子電池累計報廢量將達(dá)到2-4萬噸,2020年為12-17萬噸。
動力鋰離子電池回收利用將是降低電池成本的有效途徑。動力鋰離子電池的使用壽命約為20年,汽車上的動力鋰離子電池使用3-5年后由于電池性能下降必須更換。淘汰下來的鋰離子電池容量在70%-80%之間的,若直接做資源化回收是極大的浪費(fèi),經(jīng)過檢測和處理后,可繼續(xù)用于新能源分布式發(fā)電站、路燈、通訊基站等儲能領(lǐng)域,也可用在電動場地車、游覽車、高爾夫球車等低速電動汽車上,實(shí)現(xiàn)電池的梯級利用,從而降低30%-60%的電池成本。實(shí)踐證明,從2007年到2012年,特斯拉通過回收利用和規(guī)?;?yīng),將其使用的18650圓柱電池的成本降低了約40%。
動力鋰離子電池回收將成為緩解資源瓶頸的重要手段。廢棄鋰離子電池中通常含鈷5%-15%,鋰2%-7%,鎳0.5%-2%,其回收再利用價值高。第一,鈷、鎳廢料的回收技術(shù)較為成熟,拆解回收鈷、鎳廢料已成為當(dāng)前處理廢舊鋰離子電池的重要目的,特別是自今年一月印尼鎳原礦出口禁令后,國際市場鎳價漲幅已超過60%。第二,國外研究機(jī)構(gòu)預(yù)測,電動汽車和儲能市場一旦真正爆發(fā),到2050年,全球的金屬鋰需求量將達(dá)到4000萬噸,而全球目前已探明鋰資源總儲量換算成金屬鋰最多4500萬噸;我國的鋰儲量僅占世界儲量的10%,全球金屬鋰供給捉襟見肘時,我國的鋰資源危機(jī)將更加突出。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
二、我國動力鋰離子電池回收利用面對的問題與挑戰(zhàn)
小作坊充斥動力鋰離子電池回收利用市場。我國鋰離子電池回收行業(yè)大公司少,90%以上的廢舊鋰離子電池都流入了沒有資質(zhì)的電池翻新小作坊。由于處理成本低廉,“高價回收”是他們最大的競爭優(yōu)勢,他們對回收的廢棄鋰離子電池進(jìn)行簡單處理和修復(fù),甚至重新包裝后,就回流到二手市場,造成動力鋰離子電池市場魚目混珠。而一些損壞或報廢的動力鋰離子電池,則處于無人回收的尷尬局面。
動力鋰離子電池回收利用的技術(shù)仍待突破。目前,公司為平衡耗能和水污染的問題,重要采取“干、濕結(jié)合”的方法對鋰離子電池進(jìn)行拆解并回收鈷、鎳等貴金屬。而回收碳酸鋰盡管可以應(yīng)對未來鋰資源短缺,但當(dāng)前國內(nèi)外有關(guān)回收碳酸鋰的研究還沒有取得實(shí)質(zhì)性突破,從鋰離子電池中回收碳酸鋰的成本仍是公司直接生產(chǎn)成本的5倍以上。
回收利用的政策環(huán)境亟待改善。首先,我國相應(yīng)的管理制度對廢舊電池回收利用市場的規(guī)范化發(fā)展約束力不足,缺乏具體措施,生產(chǎn)者、使用者和管理者以及回收者各方責(zé)任不清。其次,國外鋰離子電池回收處理公司,可以按照廢棄電池量從生產(chǎn)公司得到相應(yīng)的處理費(fèi)用,而我國的境遇正好相反,鋰離子電池回收公司反而要向生產(chǎn)公司支付一定的費(fèi)用。再次,由于我國新能源汽車相關(guān)公司產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)聯(lián)性較差,無論是整車公司、電池公司或者電池租賃商,都難以主動牽頭研究動力鋰離子電池的梯次利用。
回收利用的產(chǎn)業(yè)化難以形成。由于我國的鋰離子電池缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),電池的構(gòu)成不盡相同,甚至同一種三元材料,成分比例也存在很大的差異,從廢舊鋰離子電池中直接回收正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜等高附加值的中間品商業(yè)化難度很大。中間品再利用到電池制造,也難以滿足控制、批次穩(wěn)定性以及一致性要求,很難形成大規(guī)模的回收再利用產(chǎn)業(yè)鏈。特斯拉正是采用同一公司、統(tǒng)一規(guī)格的18650電池,實(shí)現(xiàn)了電池回收利用的產(chǎn)業(yè)化。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
三、對策建議
完善動力鋰離子電池回收利用政策措施。一是制定動力鋰離子電池回收利用管理辦法,從制度上明確生產(chǎn)者、使用者和管理者以及回收者等各相關(guān)方的責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)。二是出臺相關(guān)的經(jīng)濟(jì)激勵制度,如加大對電池回收的補(bǔ)貼,并直接返回到鋰電生產(chǎn)公司等。三是借助各地早期示范項目中電動汽車電池逐漸進(jìn)入淘汰期這一時機(jī),組織開展動力鋰離子電池回收利用的試點(diǎn)示范工作。
提高鋰離子電池回收利用門檻,加強(qiáng)市場管理。一是扶持和培育我國鋰離子電池回收利用行業(yè)的龍頭公司,發(fā)揮公司的示范帶動用途。二是完善動力鋰離子電池回收處理公司的資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)化資質(zhì)管理,堅決淘汰和取締沒有資質(zhì)的廢棄鋰離子電池回收公司。三是嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)保法律法規(guī)和相關(guān)政策,既要扶持電池回收優(yōu)勢公司,也要防范公司借環(huán)保的旗號騙取優(yōu)惠政策的行為。
支持開展鋰離子電池回收利用的技術(shù)研究。一是繼續(xù)支持公司采用先進(jìn)技術(shù)開展鈷、鎳等貴金屬的回收,保證其環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益雙贏。二是扶持國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和高等院校開展鋰離子電池回收處理技術(shù)的研究,重點(diǎn)支持碳酸鋰回收的預(yù)先研究工作。三是開展動力鋰離子電池存儲和處理的安全技術(shù)研究,以防止電動汽車廢舊電池發(fā)展帶來新的安全隱患。
完善鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)體系促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。健全我國的動力鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)體系,從動力鋰離子電池分類、電池的成分等方面,建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和體系,提升我國電動汽車動力鋰離子電池的標(biāo)準(zhǔn)化水平,為從廢舊鋰離子電池中直接回收正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜等高附加值的中間品供應(yīng)便利,為鋰離子電池回收利用的商業(yè)化和規(guī)?;l(fā)展奠定基礎(chǔ)。(作者:工業(yè)和信息化部賽迪智庫高宏劉文婷胡文志)