鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：648次 | 2019年03月11日
拿什么拯救廢舊動(dòng)力電池
動(dòng)力蓄電池回收利用已經(jīng)帶上了“緊箍咒”。
工業(yè)和信息化部公布最新信息顯示，我國(guó)動(dòng)力蓄電池累計(jì)配套量超過(guò)131GWh，產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居世界第一。
考慮到電池的使用年限一般為5到8年，2009年到2012年推廣的車(chē)輛或行駛里程較長(zhǎng)車(chē)輛的新能源汽車(chē)電池基本處于淘汰臨界點(diǎn)。
據(jù)中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心綜合測(cè)算，2020年前后，我國(guó)純電動(dòng)（含插電式）乘用車(chē)和混合動(dòng)力乘用車(chē)電池累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)12-17萬(wàn)噸。
如此巨量的動(dòng)力蓄電池已經(jīng)來(lái)到了退役期。如果未經(jīng)妥善處置和進(jìn)行價(jià)值最大化利用，一方面會(huì)威脅公共安全，造成難以逆轉(zhuǎn)的環(huán)境污染，另一方面也將對(duì)寶貴的有價(jià)金屬資源形成浪費(fèi)。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
動(dòng)力電池回收，迫在眉睫。
產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前夜
2018年，工信部聯(lián)合七部委出臺(tái)《新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》等一系列政策新規(guī)，就已預(yù)示“動(dòng)力電池回收”即將進(jìn)入規(guī)范化管理階段；
今年2月22日工信部發(fā)布的《新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收利用調(diào)研報(bào)告》，再次將報(bào)廢動(dòng)力電池污染防治提上日程。
2019年全國(guó)兩會(huì)在即，致公黨在題為《關(guān)于加快升級(jí)打造新能源動(dòng)力電池全生命周期價(jià)值鏈的提案》中又明確建議，對(duì)殘值電池梯次利用的網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)、集中貯存、收集、標(biāo)識(shí)、包裝、運(yùn)輸，以及指定移交、定點(diǎn)拆解等，出臺(tái)一系列管理辦法和監(jiān)管方式；
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)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(wú)人設(shè)備
同時(shí)建議相關(guān)主管部門(mén)通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)資金支持，鼓勵(lì)車(chē)企、電池制造商、回收利用單位等上下游企業(yè)組建聯(lián)合體，共建新能源動(dòng)力電池回收利用體系。
與全國(guó)政策相比，各個(gè)地方制定的方案更為細(xì)致。京津冀政府在2018年12月發(fā)布的《京津冀地區(qū)新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收利用試點(diǎn)實(shí)施方案》提出，到2020年建成2-4家廢舊動(dòng)力蓄電池拆解示范線和梯次利用工廠。
深圳市直接提出銷(xiāo)售新能源汽車(chē)的企業(yè)，按照20元/千瓦時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)項(xiàng)計(jì)提動(dòng)力蓄電池回收處理資金，對(duì)已按要求計(jì)提動(dòng)力蓄電池回收處理資金的企業(yè)，按經(jīng)審計(jì)確定金額的50%對(duì)企業(yè)給予補(bǔ)貼，補(bǔ)貼資金專(zhuān)項(xiàng)用于動(dòng)力蓄電池回收。深圳也由此成為國(guó)內(nèi)第一個(gè)設(shè)立動(dòng)力電池回收補(bǔ)貼的城市。
在如此密集的政策推動(dòng)下，已經(jīng)有越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始瞄準(zhǔn)動(dòng)力蓄電池回收體系的“新蛋糕”。事實(shí)上，2018年，廢舊動(dòng)力電池回收市場(chǎng)達(dá)到50億元規(guī)模，2020年至2023年，廢舊動(dòng)力電池回收市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步增長(zhǎng)至136-311億元。
動(dòng)力電池回收，迎來(lái)了它產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期的前夜。
國(guó)內(nèi)回收模式待構(gòu)建
當(dāng)前，動(dòng)力電池回收主要模式有兩種。一種是由主機(jī)廠利用銷(xiāo)售渠道建設(shè)退役電池回收體系，回收退役電池移交綜合利用企業(yè)處理或與其合作共同利用電池剩余價(jià)值。
北汽新能源、廣汽三菱等45家主機(jī)廠已設(shè)立了3204個(gè)回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，主要集中在京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角及中部新能源汽車(chē)保有量較高的地區(qū)，并主要以4S店的形式存在。
另一種是以第三方為主體，由梯次、再生利用企業(yè)與汽車(chē)、電池生產(chǎn)企業(yè)合作，共建共用回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，集中回收合作企業(yè)新能源汽車(chē)的退役電池。
其中，國(guó)家電網(wǎng)分別在北京大興和張北建設(shè)了梯次利用錳酸鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)示范，并組建了退役電池分選評(píng)估技術(shù)平臺(tái)，研制了高效可靠的電池管理系統(tǒng)。
北京匠芯研發(fā)了梯次利用光儲(chǔ)能系統(tǒng)，并正在建設(shè)基于大數(shù)據(jù)的動(dòng)力蓄電池包評(píng)估系統(tǒng)。北京普萊德與北汽等合作實(shí)施了儲(chǔ)能電站項(xiàng)目、集裝箱式儲(chǔ)能項(xiàng)目等，累計(jì)梯次利用量約75MWh。
比亞迪、國(guó)軒高科等企業(yè)利用退役動(dòng)力蓄電池，生產(chǎn)用于備電領(lǐng)域的梯次利用電池產(chǎn)品。無(wú)錫格林美與順豐公司探索將梯次利用電池用于城市物流車(chē)輛，中天鴻鋰等通過(guò)“以租代售”模式推動(dòng)梯次利用電池在環(huán)衛(wèi)、觀光等車(chē)輛應(yīng)用。
值得一提的是，通常動(dòng)力蓄電池容量衰減至80%以下時(shí)，便不能完全滿足汽車(chē)動(dòng)力需求，但可梯次利用于其他領(lǐng)域。不過(guò)由于當(dāng)前動(dòng)力蓄電池退役量較少，梯次利用大部分處于試驗(yàn)示范階段，集中在備電、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。
另外，從生態(tài)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)控制到信息共享，梯次利用領(lǐng)域仍存在不少問(wèn)題，例如綠色選材、標(biāo)準(zhǔn)化及通用性設(shè)計(jì)、易拆解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及易梯次利用設(shè)計(jì)等方面尚有不足；動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品一致性上仍存在差異；產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)在通信協(xié)議、歷史數(shù)據(jù)等關(guān)鍵資源分享方面還沒(méi)有形成機(jī)制；梯次利用技術(shù)仍存在技術(shù)瓶頸。
與梯次利用尚處于探索階段不同，廢舊電池再生利用行業(yè)現(xiàn)在也已形成一定規(guī)模。具體來(lái)看，拆解方面，湖北格林美、湖南邦普等開(kāi)發(fā)了自動(dòng)化拆解成套工藝，北京賽德美開(kāi)發(fā)了電解液和隔膜拆解回收工藝。再生利用以濕法冶金及物理修復(fù)法為主。
濕法冶金方面，湖南邦普開(kāi)發(fā)了“定向循環(huán)和逆向產(chǎn)品定位”工藝，湖北格林美開(kāi)發(fā)了“液相合成和高溫合成”工藝。物理修復(fù)方面，賽德美對(duì)電池單體自動(dòng)化拆解、粉碎及分選，再通過(guò)材料修復(fù)工藝得到正負(fù)極材料。
不過(guò)，上述行業(yè)依然存在鋰金屬回收率不高、多種電池回收處理兼容性不強(qiáng)等問(wèn)題。截至目前，再生利用相關(guān)國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)仍在加快制定。
整體上，正如中國(guó)鐵塔一位地方分公司負(fù)責(zé)人所言，“在實(shí)際運(yùn)作中，動(dòng)力電池回收的商業(yè)模式也并不成熟。當(dāng)前動(dòng)力電池回收利用處于初級(jí)階段”。
德/日/美的電池回收利用計(jì)劃
動(dòng)力電池回收方面，德國(guó)大眾汽車(chē)的經(jīng)驗(yàn)或值得借鑒。包括日本、美國(guó)等也已經(jīng)著手搭建自身的動(dòng)力電池回收系統(tǒng)。
大眾最近發(fā)布要進(jìn)軍動(dòng)力電池材料的回收，短期目標(biāo)是在2020年實(shí)現(xiàn)每年完成1200噸電池材料的回收。
該計(jì)劃將從Braunschweig附近的Salzgitter工廠開(kāi)始，大眾汽車(chē)宣布正在建造一個(gè)試驗(yàn)產(chǎn)線來(lái)回收現(xiàn)有動(dòng)力電池組件。它將通過(guò)限制電子廢物和原始材料開(kāi)采來(lái)減少其碳排放，同時(shí)為未來(lái)幾年公司計(jì)劃的1500萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)提供所需的電池材料。
“十年來(lái)，我們一直在研究如何恢復(fù)原材料。其中最重要的是鈷、鋰、錳和鎳，“大眾汽車(chē)技術(shù)規(guī)劃主管ThomasTiedje說(shuō)，其已經(jīng)擁有體系化的可持續(xù)電池技術(shù)積累，并正在進(jìn)一步發(fā)展。
據(jù)了解，大眾即將推出基于MEB平臺(tái)打造的“I.D.”車(chē)型系列中的第一批電池將于今年晚些時(shí)候發(fā)貨，其回收能力已準(zhǔn)備好在2020年完成，最初的目標(biāo)是每年回收1200噸材料，這相當(dāng)于3000組電池系統(tǒng)。大眾預(yù)計(jì)，全新電動(dòng)車(chē)型的電池將會(huì)被全部回收再利用。
“因?yàn)槲磥?lái)車(chē)用電池的規(guī)模會(huì)非常巨大，所以我們更愿意自己回收并建立自身的回收能力和體系，”Tiedje說(shuō)。大眾在動(dòng)力電池回收的長(zhǎng)期目標(biāo)是回收97％的原材料，超過(guò)大眾汽車(chē)今天的53％。而Salzgitter的新工廠將這一比例將會(huì)從現(xiàn)在的53％提高到72％。
在回收路徑上，返回大眾汽車(chē)的EV電池將被評(píng)估為兩種途徑之一。第一種是“第二次生命”選項(xiàng)，其可以包括在充電站和儲(chǔ)能領(lǐng)域。在大型活動(dòng)中作為備用電源使用，也可以應(yīng)用在快速充電戰(zhàn)部署中為長(zhǎng)途旅行的電動(dòng)汽車(chē)提供電力支持。
如果不能選擇第二次使用壽命，那么將會(huì)進(jìn)入第二種途徑，EV電池將在Salzgitter回收。
“在這個(gè)過(guò)程中，個(gè)別電池部件將首先被切碎，然后材料將被干燥和篩分，再提取'黑色粉末'，這包含有價(jià)值的鈷，鋰，錳和鎳原料，將被單獨(dú)分離，之后再次可用于生產(chǎn)新電池?！?/p>
大眾汽車(chē)表示，在整個(gè)集團(tuán)內(nèi)，到2025年，其車(chē)輛每年將需要約150GWh的電池容量，這相當(dāng)于約500億歐元的采購(gòu)成本。通過(guò)選擇循環(huán)經(jīng)濟(jì)選項(xiàng)，該公司表示它將節(jié)省昂貴的廢物處理以及購(gòu)買(mǎi)原材料的成本，因此Salzgitter工廠從一開(kāi)始就有為大眾降低成本的考量。
同時(shí)，該項(xiàng)目還有助于使大眾汽車(chē)免受市場(chǎng)和地緣政治因素的影響，例如支持電動(dòng)汽車(chē)轉(zhuǎn)型所需的全球鋰需求增長(zhǎng)或生產(chǎn)國(guó)確定的鈷礦開(kāi)采減少。
事實(shí)上，和大眾的思路一樣，基于成本、供給、環(huán)保等多個(gè)因素的考量，國(guó)際和國(guó)內(nèi)主流車(chē)企都在明確提出涉足動(dòng)力電池及材料的回收。包括豐田、戴姆勒、寶馬、日產(chǎn)等車(chē)企都在過(guò)去幾年在該領(lǐng)域有實(shí)際動(dòng)作，主要方式通過(guò)與電池企業(yè)、材料企業(yè)的合作來(lái)共同布局。
同時(shí)，包括美國(guó)、日本、澳大利亞等多個(gè)國(guó)家也從政策層面來(lái)做頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃：
在日本，去年9月，日本汽車(chē)制造商協(xié)會(huì)和日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省組織日本多家車(chē)企共同發(fā)起一個(gè)動(dòng)力電池回收項(xiàng)目，目的是建立一個(gè)高效和可持續(xù)電池回收系統(tǒng)，成本由各方承擔(dān)。一家名為日本汽車(chē)循環(huán)利用協(xié)作的組織將負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)該由多家汽車(chē)制造商資助的合資企業(yè)。
美國(guó)，目前，鋰離子電池的收集和回收率低于5％。近日美國(guó)能源部(DOE)推出了第一個(gè)鋰離子電池回收中心，稱(chēng)為ReCell中心。DOE的目標(biāo)是，通過(guò)電池材料的回收再利用，將電池成本降低至每千瓦時(shí)80美元(約480元人民幣)，并從收集的電池中回收90%的關(guān)鍵材料。
ReCell中心的合作者將專(zhuān)注于四個(gè)關(guān)鍵研究領(lǐng)域，以實(shí)現(xiàn)有利可圖的鋰離子電池回收，以供行業(yè)采用：
一是直接的正極回收，重點(diǎn)將開(kāi)發(fā)回收過(guò)程，產(chǎn)生直接回到新電池的產(chǎn)品，而無(wú)需昂貴的再加工；二是回收其他材料，重點(diǎn)將是創(chuàng)造能夠經(jīng)濟(jì)有效地回收其他電池材料的技術(shù)，從而提供額外的收入來(lái)源。
三是回收設(shè)計(jì)，將開(kāi)發(fā)新的電池設(shè)計(jì)，優(yōu)化使未來(lái)的電池更容易回收；四是將開(kāi)發(fā)和利用建模和分析工具，以幫助指導(dǎo)研發(fā)的有效途徑并驗(yàn)證中心內(nèi)的工作。
