鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:692次 | 2022年07月23日
國(guó)內(nèi)車用動(dòng)力鋰電池回收利用面對(duì)的問題和挑戰(zhàn)
隨著新能源汽車的快速發(fā)展,車用動(dòng)力鋰電池的回收利用越發(fā)引起人們的關(guān)注和重視。當(dāng)車用動(dòng)力鋰電池容量衰減至初始容量的70%以下時(shí),一次充電續(xù)航里程的明顯減小,意味著車用動(dòng)力鋰電池車載使命的終結(jié)。若不能對(duì)動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)加以有效回收再利用,由此帶來的新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和環(huán)境、資源之間矛盾將越來越突出,會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康出現(xiàn)嚴(yán)重危害。近年來,隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)汽車引發(fā)的環(huán)境污染、能源枯竭和資源短缺等問題日益嚴(yán)峻,凸顯我國(guó)發(fā)展節(jié)能和新能源汽車的重要性。在各級(jí)政府的高度重視下,出臺(tái)了多方面政策鼓勵(lì)措施,我國(guó)新能源汽車無論是整車技術(shù)還是市場(chǎng)推廣方面都獲得了快速發(fā)展,據(jù)我國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)公布數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量迅猛上升,2014年新能源汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)7.85萬輛、7.48萬輛,截至2014年年底,新能源汽車保有量已超過12萬輛。隨著國(guó)家鼓勵(lì)政策的逐步推進(jìn)落實(shí)、關(guān)鍵技術(shù)的不斷成熟、消費(fèi)者觀念的轉(zhuǎn)變,新能源汽車將會(huì)迎來快速上升期。伴隨新能源汽車的發(fā)展,車用動(dòng)力鋰電池的需求量和報(bào)廢量將和日俱增,預(yù)計(jì)到2020年,年報(bào)廢量將會(huì)超過12萬噸。但由于車用動(dòng)力鋰電池的特殊性,和傳統(tǒng)3C類電子電器用電池差別很大,其重量體積大、正負(fù)極材料種類繁多、電池單體一致性差、安全問題突出及壽命預(yù)測(cè)評(píng)估復(fù)雜等特點(diǎn)將困擾后期的回收利用。
車用動(dòng)力鋰電池發(fā)展歷程
車用動(dòng)力鋰電池必須具各安全性能好、成本低、能量密度和功率密度高及使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),發(fā)展方向前后經(jīng)歷了鉛酸電池、鎳氫電池、鋰電池及燃料動(dòng)力鋰電池。鉛酸電池成本低、性能可靠、生產(chǎn)回收處理技術(shù)成熟,但受到比能量和循環(huán)次數(shù)等因素的影響,鉛酸電池重要應(yīng)用于低速短途車輛或輕度混合的電動(dòng)汽車中,且在生產(chǎn)和回收處理環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,必將面對(duì)淘汰。美國(guó)和日本積極推廣發(fā)展鎳氫電池,如福特公司1999年推出的Rmger純電動(dòng)汽車和豐田普銳斯混合動(dòng)力車等均采用鎳氫動(dòng)力鋰電池,但該種電池的比能量值較低且儲(chǔ)氫難,一般應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車,作為輔助動(dòng)力,難以應(yīng)用于純電動(dòng)汽車。自2006年以來,鋰離子動(dòng)力鋰電池發(fā)展迅猛,以其質(zhì)量輕、比能量和比功率高的特點(diǎn),提高了電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程,給電動(dòng)汽車行業(yè)帶來了希望,如比亞迪E6就采用磷酸鐵鋰鋰電池,但目前高成本、低安全性能以及受后端回收處理技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益的制約,阻礙了其進(jìn)—步快速發(fā)展。燃料動(dòng)力鋰電池實(shí)現(xiàn)了真正意義的零污染,能量密度高、性能可靠性、安全,是—種理想的車用動(dòng)力鋰電池,但由于成本太高、核心技術(shù)尚未攻破,短時(shí)間內(nèi)不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化推廣。綜上所述,現(xiàn)階段我國(guó)重要面對(duì)鋰離子動(dòng)力鋰電池的回收利用難題。
國(guó)內(nèi)車用動(dòng)力鋰電池回收現(xiàn)狀
目前我國(guó)車用動(dòng)力鋰電池回收利用,由于受規(guī)模的限制,尚未形成回收市場(chǎng),只能通過消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的鎳氫、鎳鎘、鋰電池的回收處理路線,采用濕法工藝、火法工藝或機(jī)械法工藝提取鎳、鈷、錳、稀土尢素等有價(jià)值的金屬。且和大多數(shù)再生資源回收類似,從事回收利用人員絕大部分是沒有資質(zhì)的個(gè)體經(jīng)營(yíng)者,回收行為受利益驅(qū)使而缺乏約束;加上末端的再生利用公司數(shù)量多、規(guī)模小、環(huán)保沒施缺乏、技術(shù)落后,尋致綜合資源利用率低,環(huán)境污染嚴(yán)重。
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%
隨著政府和行業(yè)的高度重視,目前國(guó)內(nèi)已基本具各車用動(dòng)力鋰電池的回收處理技術(shù)。誕生一批技術(shù)能力強(qiáng)、環(huán)保水平較高的鎳氫電池、鋰電池回收利用公司,如廣東邦普、江門長(zhǎng)優(yōu)等,通過加強(qiáng)和大專院校、生產(chǎn)公司在動(dòng)力鋰電池拆解、回收利用的研究,積累了豐富的實(shí)踐相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。但在面對(duì)即將到來的大規(guī)模報(bào)廢回收,整體上存在一些問題。
法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)支撐不完善
雖然我國(guó)先后制定了《危險(xiǎn)廢物污染防治技術(shù)政策》、《廢電池污染防治技術(shù)政策》等法規(guī),但沒有針對(duì)車用動(dòng)力鋰電池回收利用處理的專門立法,缺乏回收利用公司準(zhǔn)入條件和管理辦法,制約車用動(dòng)力鋰電池有效回收利用。我國(guó)現(xiàn)有的廢舊電池標(biāo)準(zhǔn)大多未針對(duì)車用動(dòng)力鋰電池的特殊性作出相關(guān)規(guī)定,對(duì)行業(yè)發(fā)展不利。車用動(dòng)力鋰電池標(biāo)準(zhǔn)體系重要包括可拆解性設(shè)計(jì)、外觀標(biāo)識(shí)、包裝運(yùn)輸、余能檢測(cè)、梯級(jí)利用及回收拆解等方面。目前全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)車用動(dòng)力鋰電池回收利用標(biāo)準(zhǔn)起草工作組已于2015年一月完成《車用動(dòng)力鋰電池回收利用拆解規(guī)范》、《車用動(dòng)力鋰電池回收利用余能檢測(cè)》兩個(gè)國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)意見征求,即將公布實(shí)行。但其他方面標(biāo)準(zhǔn)制定工作尚未啟動(dòng),使得動(dòng)力鋰電池回收利用管理環(huán)節(jié)缺乏技術(shù)支撐。
回收網(wǎng)絡(luò)體系不健全
我國(guó)車用動(dòng)力鋰電池回收沒有全國(guó)性的回收網(wǎng)絡(luò),未建立有效回收模式,市場(chǎng)不規(guī)范,整體處于一種無序狀態(tài),多家收購、分散經(jīng)營(yíng),不具規(guī)模。電池極易流人個(gè)體私營(yíng)者、零售商、汽車維修店和4S店等非專業(yè)回收利用機(jī)構(gòu),極易造成資源浪費(fèi)、環(huán)境二次污染等,同時(shí)新增專業(yè)回收利用公司的收購成本,阻礙公司規(guī)?;l(fā)展。更加有甚者,將回收的動(dòng)力鋰電池經(jīng)簡(jiǎn)單處理后再次流人市場(chǎng),嚴(yán)重危害人身道路安全。
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(cè)繪、無人設(shè)備
回收處理技術(shù)滯后
我國(guó)動(dòng)力鋰電池研究重要集中在提高其安全性能及使用壽命等方面,而回收利用環(huán)節(jié)相關(guān)技術(shù)研發(fā)卻嚴(yán)重脫節(jié)。當(dāng)車用動(dòng)力鋰電池容量衰減至初始容量的80%以下時(shí),電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程會(huì)明顯減少,但有關(guān)儲(chǔ)能系統(tǒng)來說,這些電池仍具有較大的使用價(jià)值。從理論上可廣泛應(yīng)用于太陽能或風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)峰、儲(chǔ)能電站、家庭電源、移動(dòng)基站、低速短途車輛等低放電容量需求的儲(chǔ)能領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力鋰電池的梯級(jí)利用,大幅降低動(dòng)力鋰電池成本c但目前在廢棄車用動(dòng)力鋰電池的一致性和電池成組連接技術(shù)、殘余壽命模型、安全性能指標(biāo)評(píng)價(jià)、工程實(shí)際應(yīng)用、回收處理再資源化工藝設(shè)備能力等方面缺乏技術(shù)支撐,難以有效實(shí)現(xiàn)動(dòng)力鋰電池回收和梯級(jí)利用。
責(zé)任主體不明確
在傳統(tǒng)的管理理念中,生產(chǎn)者僅對(duì)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的環(huán)境污染承擔(dān)責(zé)任。生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度在二十世紀(jì)90年代興起于歐洲,并在資源綜合利用和廢棄物處理上取得了很大的成果,在生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度下,生產(chǎn)者有義務(wù)在產(chǎn)品的全生命周期內(nèi)承擔(dān)環(huán)境保護(hù)責(zé)任。但目前我國(guó)車用動(dòng)力鋰電池回收利用重要涉及電池生產(chǎn)者、整車公司、回收利用公司、消費(fèi)者等相關(guān)主體,由于缺乏相關(guān)法規(guī)制度,針對(duì)車用動(dòng)力鋰電池回收利用的責(zé)任主體尚未明確,成為開展車用動(dòng)力鋰電池回收利用管理的首要障礙。同時(shí),廣大消費(fèi)者沒有認(rèn)識(shí)到廢舊車用動(dòng)力鋰電池對(duì)環(huán)境危害的嚴(yán)重性,環(huán)保意識(shí)淡薄使得人們不能積極主動(dòng)的參和到回收處理過程,從而很難形成產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化。因此不但要明確責(zé)任主體,更應(yīng)加強(qiáng)宣傳教育,以便車用動(dòng)力鋰電池回收利用能順利開展。
不妨借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的回收利用相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)
美國(guó)
美國(guó)歷來相當(dāng)熏視環(huán)境管理方面的工作,針對(duì)廢舊電池立法涉及聯(lián)邦、州及地方3個(gè)層面,其中《資源保護(hù)和再生法》、《清潔空氣法》、《清潔水法》從聯(lián)邦法規(guī)角度,采用許可證管理辦法,加強(qiáng)對(duì)電池生產(chǎn)公司和廢舊電池資源回收利用公司的監(jiān)管;《含汞電池和充電電池管理法》(簡(jiǎn)稱"聯(lián)邦電池法"),該法重要針對(duì)廢舊二次電池的生產(chǎn)、收集、運(yùn)輸及貯存等過程提出相應(yīng)技術(shù)規(guī)范,同時(shí)明確了有利于后期回收利用的標(biāo)識(shí)規(guī)定。加州政府于2005年公布的《可充電電池回收和再利用法案》,該法案重要針對(duì)鉛酸蓄電池,要求加州境內(nèi)所有可充電電池的零售商須無償回收消費(fèi)者送交的廢舊可充電電池,范圍包括加州全部的可充電電池零售商。美國(guó)國(guó)際電池協(xié)會(huì)(TheBatteryCouncilInternational,簡(jiǎn)稱"BCI")制定的電池產(chǎn)品管理法采用押金制度促使消費(fèi)者主動(dòng)上交廢舊電池。但有關(guān)車用動(dòng)力鋰電池的法規(guī)尚屬空白,只有部分公司自主進(jìn)行研發(fā)工作,并取得一定進(jìn)展。
美國(guó)廢舊電池回收公司TO×CO,投入大量資源研發(fā)鋰電池回收處理技術(shù),在液氮環(huán)境下低溫冷凍電池,然后拆解電池,提取其中的有用材料,如鋰成分被轉(zhuǎn)化為碳酸鋰以原材料形式出售給電池生產(chǎn)公司。同時(shí)美國(guó)政府推動(dòng)建立電池回收利用網(wǎng)絡(luò),采取附加環(huán)境費(fèi)的方式,由消費(fèi)者購買電池時(shí)收取一定數(shù)額的手續(xù)費(fèi)和電池生產(chǎn)公司出資一部分回收費(fèi),作為產(chǎn)品報(bào)廢回收的資金支持,同時(shí)廢舊電池回收公司以協(xié)議價(jià)將提純的原材料賣給電池生產(chǎn)公司,此種模式既能讓電池生產(chǎn)公司很好的履行相關(guān)責(zé)任義務(wù),在一定程度上又保證了廢舊電池回收公司的利潤(rùn),落實(shí)了生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度。
日本
日本雖沒有針對(duì)車用動(dòng)力鋰電池的專門法規(guī),但在日本相關(guān)環(huán)保法規(guī)(《資源有效利用法》、《節(jié)能法》和《再生資源法》)的用途下,日本已經(jīng)初步建立起"蓄電池生產(chǎn)銷售-回收-再生處理"的電池回收利用體系。同時(shí)日本民眾自發(fā)成立很多民間組織,參和到廢舊電池產(chǎn)品回收的各個(gè)環(huán)節(jié),這使得日本在回收處理廢舊電池領(lǐng)域一直走在世界前列。
日本的汽車巨頭豐田公司于2011年啟動(dòng)了回收鎳氫電池項(xiàng)日,借助住友金屬礦山公司世界一流的高純度提取技術(shù),豐田實(shí)現(xiàn)了混合動(dòng)力車動(dòng)力鋰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1萬輛混合動(dòng)力車電池用量的專用生產(chǎn)線;2012年四月本田公司開始和日本重化學(xué)工業(yè)共同啟動(dòng)廢舊鎳氫動(dòng)力鋰電池回收項(xiàng)目,該項(xiàng)目能從廢棄鎳氫電池中回收超過80%的稀土金屬,用于制造新鎳氫電池,同時(shí)也積極推進(jìn)其他貴金屬的回收利用。
實(shí)現(xiàn)回收利用專業(yè)化、規(guī)?;囊恍┙ㄗh
推動(dòng)管理政策研究,健全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系
建議加快落實(shí)國(guó)務(wù)院有關(guān)要求,制定車用動(dòng)力鋰電池回收利用政策及管理辦法,研究車用動(dòng)力鋰電池回收利用行業(yè)準(zhǔn)人條件,推動(dòng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),保障車用動(dòng)力鋰電池得到有效回收利用。
構(gòu)建國(guó)家級(jí)信息化平臺(tái),支撐回收利用體系建設(shè)
建立全國(guó)車用動(dòng)力鋰電池管理信息系統(tǒng),詳細(xì)記錄動(dòng)力鋰電池從生產(chǎn)、使用、梯級(jí)利用、資源回收到處置等全生命周期信息,探索構(gòu)建回收利用過程可測(cè)量、可報(bào)告、可核查的信息管理系統(tǒng)及相應(yīng)評(píng)價(jià)體系,實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)公司、新能源汽車生產(chǎn)公司、售后維修公司和回收再利用公司統(tǒng)一監(jiān)管。同時(shí),為下—步構(gòu)建基金、押金回收制度奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
推進(jìn)技術(shù)研發(fā),開展示范推廣
國(guó)家支持開展廢棄車用動(dòng)力鋰電池回收利用的科學(xué)研究、技術(shù)設(shè)備開發(fā)和示范推廣應(yīng)用,制定推薦回收利用方法、設(shè)備及工藝清單,鼓勵(lì)動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)公司、整車公司及回收利用公司聯(lián)合建立技術(shù)研究工作組,促進(jìn)共性技術(shù)進(jìn)步。結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況,選擇典型區(qū)域,開展車用動(dòng)力鋰電池回收利用技術(shù)及回收模式的示范應(yīng)用,逐步構(gòu)建具有我國(guó)特色的廢舊車用動(dòng)力鋰電池回收利用體系。
加強(qiáng)宣傳力度,普及環(huán)保知識(shí)
充分發(fā)揮政府、公司和媒體的用途,增強(qiáng)有關(guān)廢舊車用動(dòng)力鋰電池的危害及處理過程的教育力度,改變消費(fèi)者及從業(yè)人員的傳統(tǒng)觀念,提升社會(huì)的環(huán)保安全意識(shí),為車用動(dòng)力鋰電池回收利用工作順利開展奠定輿論基礎(chǔ)。進(jìn)而從源頭上提高回收率,實(shí)現(xiàn)回收利用的專業(yè)化和規(guī)?;龠M(jìn)車用動(dòng)力鋰電池回收利用行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。
結(jié)語
縱觀美、日等國(guó)家車用動(dòng)力鋰電池回收利用現(xiàn)狀可知,均處于起步階段,缺乏完善的專門針對(duì)車用動(dòng)力鋰電池的回收利用體系,但基于上述國(guó)家健全的法律法規(guī)保障、完整便利的廢舊電池回收網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)的車用動(dòng)力鋰電池回收利用技術(shù)以及良好的宣傳教育和廣泛的公眾參和度,電池生產(chǎn)公司承擔(dān)重要責(zé)任,將車用動(dòng)力鋰電池回收利用納人統(tǒng)一的廢舊電池回收利用體系,能夠?qū)崿F(xiàn)車用動(dòng)力鋰電池的有效回收利用。而我國(guó)廢舊電池的回收利用存在散、亂、差的嚴(yán)重問題,預(yù)計(jì)到2016年底我國(guó)車用動(dòng)力鋰電池即將大規(guī)模報(bào)廢回收,因此,很有必要借鑒國(guó)外相關(guān)相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)建立—套完善的車用動(dòng)力鋰電池回收利用體系,為解決車用動(dòng)力鋰電池進(jìn)入生命周期末端后所帶來的潛在環(huán)境污染和資源浪費(fèi),在推動(dòng)我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展的同時(shí),支持我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。