钜大LARGE | 点击量：819次 | 2021年11月18日
电动汽车的电池都去哪啦？
1.电动汽车电池的种类和回收原理
1885年，真正意义上的现代汽车诞生。在这一年德国工程师卡尔·本茨在曼海姆制造出一辆装有0.85马力汽油机的三轮车，这辆采用内燃汽油机动力的汽车被认为是世界上真正的第一辆汽车。汽车的发明可以说改变了人类社会的进程，更是改写了整个人类的出行理念。但是汽车同样也为人类社会带来了困扰，那就是尾气排放问题。因此，采用相对清洁的电力来驱动的电动汽车近年来应运而生。相信很多朋友都接触或拥有电动汽车，它行驶起来没有传统燃油车的噪音，更不会排放尾气，看起来确实非常环保。但是在这些背后，还有一个不能忽视的问题。
顾名思义，电动汽车是通过电力来驱动的，汽车要的电力必须要有电池来储存和供应。相信大家在中学化学中都学过电池的原理，普通的干电池被随意丢弃或不正确的回收处理，就会出现大量的有害物质。而随着电动汽车的数量越来越多，未来电动汽车电池到达寿命或出现故障的问题也会日益突出。这些电池假如不能够妥善处理，所造成的污染将会比燃油车的尾气更加严重。因此我们针对电动汽车电池回收的相关问题进行了调查。电动汽车上使用的电池都有什么种类？它们的危害是什么？现在的电动汽车厂家又是如何处理废旧的电池呢？
■有关电动汽车电池的那些事儿
★电动汽车的电池类型都有啥？
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
根据我们的调查和了解，目前电动汽车的电池重要采用锂离子电池为核心的电池组。以锂离子核心的组成来划分的话，重要分为铁锂锂离子电池和三元锂离子电池等；而以电池的包装形式来划分的话，则重要分为方形铝壳电池、软包装聚合物电池以及圆柱型电池。
这三种电池可以说各有利弊，方型铝壳电池具有寿命长、成组（多块单体电池组成电池组）容易、可靠性较好、机械强度高等优点，此外，方形铝壳电池的梯次回收利用也比较容易实现。但是它的缺点是成本较高。目前国内包括比亚迪和北汽新能源在内的多家车企的电动汽车上，均采用的是方形铝壳电池。
其次是软包装聚合物电池，它具有安全性好、能量密度高、成本低等优势，但缺点是回收梯次利用的难度比较高。软包装聚合物电池是未来的电动汽车电池发展的一个方向。4
最后是圆柱型电池，它具有安全性高、能量密度高、回收再利用难度小等优势。但缺点是电池性能一致性较差，成组后系统管理的难度大。目前特斯拉主销的MODELS车型上使用的是圆柱形18650电池。
★电动汽车电池能“活多长时间”？
根据国家标准GB/T31484-2015中有关电动汽车电池标准循环寿命的规定：“经过500次1C充放电循环后，放电容量需大于初始电池容量的90%或经过1000次1C充放电循环后，放电容量需大于初始电池容量的80%即为合格标准（其中1C充放电循环的解释为：一次完整充放电，即从容量100%释放到0%，然后再充满，这就是1C充放电循环。）。”而有关电动汽车电池的使用寿命，国家还规定在使用8年/12万公里后，电池容量不得低于初始容量80%的标准。
除了国家标准外，各电动汽车厂家也有着有关自家电池使用寿命的规定。目前各厂家都有一套专业的机制和设备来检测电池的损耗程度，而各个厂家的标准基本基本都是：有关家庭电动汽车用户来说，正常使用10年/20万公里；公务用车使用6年/60万公里后，电池容量不得低于80%的标准。相对来说，目前电动汽车厂家有关电池使用寿命的标准要略高于国家标准。
★如何判电动汽车电池的“”？
前面我们已经说了电动汽车电池的使用寿命标准，而报废标准也就是当电池容量在使用了标准规定的时间或里程后，初始容量低于80%即可视为报废，应当予以更换。也就是说，当电池容量低于初始值的80%，就可以让它去“狗带”了。
不过，在进入回收阶段前，电池还是可以进行梯次利用的，也就是说这些不能被电动汽车继续使用的电池，并非完全失去了价值，理论上说，它们还可以按照电池容量的不同，而被利用在储能或者相关的供电基站以及路灯、低速电动汽车身上，最后再进入回收体系。
★随意废弃电动汽车电池是“放弃治疗”？
目前电动汽车使用的电池核心重要为锂离子，假如不妥善处置或随意废弃，有可能造成锂离子的泄露，从而会引发燃烧和爆炸风险。另外，电池在燃烧后还会出现大量的氟化物，从而引发土壤或水源污染，进而危害到人类的健康。
“1个20克的手机电池可污染3个标准游泳池容积的水，若废弃在土地上，可使1平方公里土地污染50年左右。试想，假如是几吨重的电动汽车动力锂离子电池废弃在自然环境中呢？大量重金属及化学物质进入大自然，将会对环境造成更大的污染。”北京理工大学教授吴锋曾公开表示。此外，有数据统计，到2020年，国内新能源车累计产销量将达到500万辆，而电动汽车电池累计报废量将达到12万-17万吨的规模。
★所以我们不放弃治疗，我们要回收！
按照不同的提取工艺分类，可将锂离子电池的回收技术分为3大类：干法回收技术、湿法回收技术和生物回收技术。干法回收重要包括机械分选法和高温热解法(或称高温冶金法)。干法回收工艺流程较短，回收的针对性不强，是实现金属分离回收的初步阶段。重要是指不通过溶液等媒介，直接实现材料或有价金属的回收方法。
湿法回收技术工艺比较复杂，但各有价金属的回收效率较高，是目前处理废旧镍氢电池和锂离子电池的重要技术。湿法回收技术是以各种酸碱性溶液作为转移媒介，将金属离子从电极材料中转移到浸出液中，再通过离子交换、沉淀、吸附等手段，将金属离子盐化物、氧化物等形式从溶液中提取出来。
生物回收技术重要是利用微生物浸出，将电池中的有用成分转化为可溶化合物并选择性地溶解出来，得到含有效金属的溶液，实现目标成分与杂质分离，最终回收锂等有价金属。
目前主流锂离子电池回收工艺以湿法工艺和高温热解为主，其中又以湿法回收的效率最高，其效率最高可以达到80%-90%左右。而生物回收技术的研究刚刚起步，是未来锂离子电池回收技术发展的理想方向。
2.国内厂家在的电池回收进展
■电动汽车厂商在电池回收方面都做了什么？
前文中我们重要介绍了电动汽车锂离子电池的废弃标准、危害以及回收方法，我们可以看到，锂离子电池在经过正确和合理的回收后，将有着非常高的重复利用率。这也是节能环保理念所提倡以及成本效益下所必须要做的。下面我们将具体看一下各个电动汽车厂家在电池回收方面都做了什么。这里我要说一下，在调查期间，我们亲身走访了比亚迪和北汽新能源的厂，并与两家公司的相关工程师进行了交流。而特斯拉的回收情况则是以其官方材料作为参考，请各位读者知晓。
★比亚迪8
作为一家置身于新能源汽车的公司，比亚迪近些年来销量成倍上升，例如在2016年上半年，比亚迪新能源汽车销量同比上升130.74%，约4.9万辆，其中纯电动汽车销量约2.2万辆，同比上升更是高达310.82%。比亚迪的通告显示，今年上半年，比亚迪在新能源乘用车领域占据约36%的市场份额。9
由此可见比亚迪在新能源汽车市场上的实力不凡，那么随着销量和市场份额的快速上升，未来比亚迪将面对大规模的电池回收工作，目前比亚迪已经有怎么样的动作？目前规划是什么？我们也采访到比亚迪第二事业部SVB储能及汽车电池厂副厂长孙华军先生，他向我们详细介绍了比亚迪在电池回收领域的动作。
●比亚迪所使用的“动力锂离子电池”种类有什么？
前面我们也介绍过，新能源汽车所使用的“动力锂离子电池”（比亚迪官方称其使用在电动汽车上的电池为“动力锂离子电池”，意为其只指负责动力驱动的电池组）种类重要包括方型铝壳电池、软包装聚合物电池和圆柱型电池。比亚迪目前在新能源汽车上使用的电池全部为方型铝壳电池结构，并有铁锂锂离子电池和三元锂离子电池两种选择（目前铁锂锂离子电池为主，未来秦EV500以及第二代唐的插电混动版将采用三元锂离子电池）。孙华军同时补充道：“根据电池容量和车型要里程，比亚迪所使用的方型铝壳电池会有不同的尺寸和容量规格，比如秦和e6的电池包规格和尺寸完全不同，当然，蓄电量也是有差异的。”
●“动力锂离子电池”的损耗达到30%建议更换
那么比亚迪的动力锂离子电池何时要被回收或处理呢？孙华军讲到：“从目前的新能源汽车使用情况来看，电池的寿命标定要长于整车的寿命，所以电动汽车的寿命更多的取决于整车里程数的报废要求（国家建议乘用车报废里程为60万公里）。”不过，孙华军建议大家：“假如动力锂离子电池损耗达到30%时，建议进行更换。假如不进行更换，虽然动力锂离子电池还能够正常使用，但是会影响车辆原先标定的性能，例如满电情况下续航里程可能会降低等。”
●已开始回收少量废旧动力锂离子电池，均按国家相关规定的要求执行
作为最早一批发展新能源汽车的公司，比亚迪已经逐步开展了动力锂离子电池回收工作，并根据国家颁布的《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策》和《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范通告管理暂行办法》两项政策执行，包括电池从客户端的收集，电池的存储、运输、防护措施以及运输到电池回收处理厂的流程等等。
●拥有比较健全的动力锂离子电池回收流程，无法再利用电池采用湿法回收处理
目前，比亚迪电池回收的渠道重要先委托授权经销商来回收废旧动力锂离子电池，当有客户要求或报废车辆要更换动力锂离子电池时，经销商会将动力锂离子电池从车体中取出，并运送到比亚迪宝戎厂进行初步检测。假如废旧电池可以再利用且继续使用，废旧电池会在宝戎厂进行进一步检测，这些电池未来也将会继续应用在家庭储能或基站备用电源等领域。
假如电池不能再利用，比亚迪宝戎厂会将电池运送到惠州材料厂的相关部门，之后将采用湿法回收方法进行拆解回收，首先将电池浸泡在酸里，使电池的化学物质在酸里溶解、提纯、反应（由于磷酸铁锂形成之前也是和酸进行反应，所以废旧的磷酸铁锂离子电池采用湿法回收，回收效果更好）。另外，动力锂离子电池另一个重要组成部分电解液也会进行回收，并采用溶解方式收集，而有关挥发的部分电解液通过废气排放系统进行光线降解，降解成正常气体后排出。至于电池壳体等材料，也可进行二次利用。整体来说，比亚迪动力锂离子电池回收有比较健全的流程体系，回收效率较高。
有关比亚迪动力锂离子电池回收的比例和效率，孙华军向我们介绍：“目前比亚迪磷酸铁锂离子电池内部材料都可以做到回收，所以不存在动力锂离子电池材料无法回收，并带来污染的可能。”整体来说，比亚迪在动力锂离子电池回收方面已经展开了相关的工作，虽然目前规模很小，但为日后打下了基础。
★北汽新能源
北京新能源汽车股份有限公司（下文中简称“北汽新能源”）是由北京汽车集团有限公司发起并控股，联合北京工业发展投资管理有限公司、北京国有资本经营管理中心、北京电子控股有限责任公司等共同设立的新能源汽车产业发展平台。公司成立于2009年十一月。在2015年，北汽新能源全年销售整车20129辆，居国内纯电动汽车销量首位。
虽然北汽新能源相比较比亚迪来说，成立的时间较短，但是其发展也是比较迅猛的。而有关北汽新能源在电池回收以及相关产业方面，目前有何进展以及对未来有什么计划，我们也专门采访了北京新能源汽车股份有限公司总工程师俞会根先生。
●北汽新能源所使用的动力锂离子电池种类有什么？
北汽新能源的车型上使用的电池也重要是方形铝壳电池。根据俞总工程师介绍，目前北汽新能源也在积极努力发展软包装聚合物电池。软包装聚合物电池是未来电动汽车上电池的一种发展趋势，其在成本和重量上相比目前的方形铝壳电池更加有优势，但是其对工艺的要求也更高。
●电池容量损耗到初始能量的80%建议更换
北汽新能源的电池何时要被回收或处理呢？根据俞总工程师介绍：“当电池容量到达初始容量的80%，我们便建议用户更换。”而其他的规定和指导意见，都与之前的比亚迪公司的要求基本一致。
北汽新能源最早销售过一批基于萨博9-3开发的电动汽车，其电池组采用磷酸铁锂离子电池，这批汽车当初重要用于出租车等行业，目前这批汽车已全部由北汽新能源回收，其使用的电池也已被妥善处理。目前北汽新能源在售的车型均已采用方形铝壳锂离子电池，这批车辆的电池的寿命还有较长的时间，所以目前还没有被回收。
另外，目前北汽新能源正在与江西赣州豪鹏科技有限公司洽谈，双方准备合资成立公司，重要开展电动汽车电池的回收和梯次利用。该项目已经进入北汽集团正式议事日程，相信在不远的将来，我们就能看到这家公司。
●俞总工程师有关未来电池的畅想
最后，俞总工共还向我们阐述了他对未来电动汽车电池发展的一些畅想。根据俞总的设想，未来电动汽车的电池和动力系统都会采用全球统一的接口和标准，而电池也会做成跟现在的5号/7号电池类似的标准制式。电动汽车使用者在驾车出行时，可根据不同的里程需求，租赁或购买不同数量的电池组安装在车内，以实现不同里程和时间的需求。
现在看来这些好像是天方夜谭，但是纵观人类的科技发展史，没有什么是不可能的。我们不禁要为这些研发人员的创新精神点赞，同时也希望能早日看到新科技的诞生。
3.国外厂家如何回收电池编辑有话说
★特斯拉
特斯拉作为目前最炙手可热的科技公司，不仅在电动汽车制造和设计方面有着很高的造诣，在电池的回收再利用方面也有着非常前瞻的储备。就在十月二十八日的特斯拉公布会上，该公司也向外界展示了其有关未来电能利用的进展和目标（点击穿越）。
●特斯拉的电池回收标准
另外，我们都了解特斯拉目前正在建设Giga电池厂，该厂将重要生产未来特斯拉电动汽车上使用的电池，该厂将会在2020年正式建成完工，而目前特斯拉和松下公司合资建造的电池厂届时将会转成负责电池的回收和再利用。特斯拉有关电池回收的标准是在使用8年后，进入回收阶段。目前特斯拉制定的回收流程一共分为6步。
电池在经过以上六个步骤回收处理后，会出现三种剩余产物。三种产物根据类型不同，也会做出不同的处理方式：产物1：塑料的“毛絮”：会被运回美国境内妥善处理；产物2：金属屑：进一步分解回收成铜、钴、铝等金属元素，可作为钴酸锂的原料，也可被用来制作钻头或者陶瓷颜料；产物3：泥灰浆：干燥处理后成为金属涂层的原料。
●Umicore公司如何回收电池，并变废为宝
目前，特斯拉可以直接重复利用电池组上约10%的材料，如电池壳和某些电子元件，剩余的电池组部分将转入下一部的回收。特斯拉目前在北美地区与KinsburskyBrothers公司合作回收利用了约60%的电池组，在欧洲则同Umicore公司开展了这方面的合作。特斯拉未来将很快在亚洲寻找合作伙伴从事回收利用电池的业务。
下面我们就以特斯拉和Umicore公司的回收电池流程来举例说明。特斯拉目前使用的是闭环回收利用系统，意思就是Umicore公司的厂可以将特斯拉的电池回收并转化为完全可重复利用的材料，整体回收效率比较高。
目前Umicore公司有关特斯拉电池的回收也是使用湿法回收工艺，这里我们将重要介绍一下，该厂在电池回收后的，有关其中可用材料的再利用。电池在经过回收和精炼后，其中钴、镍等金属的合金将会作为“有价产品”进入再利用环节，其中钴通常用作淬硬工具的金属粉末或用作陶瓷颜料。此外，Umicore公司还开发了一项将钴化合为钴酸锂的流程，而钴酸锂又可以再出售给电池制造商。这个流程不仅高效环保，而且还给Umicore公司带来了额外的高回报。Umicore公司现已成为电池制造业中最大的钴酸锂供应商。
除了高价值的金属材料外，在湿法回收的过程中还出现了其它熔渣，这些熔渣里面重要是电池中的锂材料，有关这些附加价值较低的熔渣，Umicore公司重要是将其制成建筑原材料，这些熔渣可以作为生产水泥的原材料，相比传统水泥的生产方法，使用熔渣作为原材料，可以显著降低水泥生产所造成的二氧化碳排放以及其他不可再生资源的消耗。
说完了回收产物，我们再来说一下回收过程中的排放问题，Umicore公司的电池回收利用流程中出现的排放物有二氧化碳、水蒸气和灰尘。其中，灰尘约占排放物总量的1%，这部分灰尘最终将运往保护型填埋场。与此同时，Umicore公司还利用回收熔炉中的热量与厂内的一座天然气厂一起发电，并将电力出售至周边公司。
通过与Umicore合作后，特斯拉目前可以完全回收利用其早期车型Roadster中使用的电池组，而且还能获得利益，而无需政府施行促进回收利用方面必要的特别财政支持。特斯拉公司的愿景是在不久以后能将电池回收利用中的材料做为生产的原材料。具体说来，金属可以在电芯中重新使用，塑料可以回收模制成特斯拉汽车的新塑料部件。届时，其整个闭路回收利用系统就彻底形成，而且更加高效。
■电动汽车车主是否了解电池回收的事项
★车主不了解电动汽车的电池更换机制
说完了回收过程，我们再来聊聊作为与电动汽车接触最多的群体，电动汽车的车主们是否了解电池回收的相关消息呢？因此，我们也对电动汽车的车主们进行了访问，当我们我们询问车主们是否了解电池在损耗到80%时，就可需进行更换，几乎所有车主都不了解该项规定的存在。不过大部分车主们也表示，即使电池容量到达80%的更换标准时，也不会更换电池。理由重要有两个，一是更换电池的费用问题，假如更换电池比较高的话，更换电池并不合算。据我们了解，电动汽车电池的成本大约要占整车成本的40%-50%左右，费用确实相对较高。第二个原因是，大部分车主认为电动汽车仅仅是他们在城市中代步使用，即使电池容量衰减到80%以下，剩余的行驶里程也是满足他们的需求的。
★厂家未尽到告知义务
另外，我们也同时了解到，车主在购买电动汽车的时候，厂家并没有告知车主们有关电池的更换标准等相关事项。按照目前电池的使用里程和寿命的相关规定，在正常情况下，一辆电动汽车在不发生事故和故障的情况下，其全寿命周期下车主是基本不用考虑电池更换的问题的，但不会遇到并不代表这部分信息是不要传达给车主的，作为使用者，是有有关车辆相关情况和信息的知情权的，因此我们也希望厂家能够重视这个问题。
■我国在电池回收领域的努力
在2014年十二月三十日，财政部等四部委就联合下发《有关2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知(征求意见稿)》，明确汽车生产公司作为动力锂离子电池回收利用的责任主体，负责动力锂离子电池的回收。为鼓励生产公司回收动力锂离子电池，不少地方政府也在积极探索。上海市曾出台政策表示，车企回收动力锂离子电池政府将补助1000元/套；深圳则建立动力锂离子电池利用和回收体系：每卖一辆车厂商拿出600元、政府拿出300元，用于回收动力锂离子电池，初步建立电池回收的机制。
此外，我们国家目前也正在电池回收的方向上积极努力，就目前我们向相关专家了解的情况，国家发展与改革委员会已经正在牵头建立电池的芯片追溯系统。这套系统的原理是有关每一块电池核心进行编码处理，编码将统一录入电池追溯管理系统。只要通过编码即可实时追溯到电池装载在哪辆车上、淘汰后正在哪里进行回收、回收已经进展到哪一步以及最后的处理结果。目前包括北汽新能源在内的多家电动汽车厂商和电池制造商正在积极参与这项追溯系统的制定中。另外，面对未来越来越多的电动汽车以及淘汰下来的电池，电池回收或许也将会成为汽车后市场中的一项新兴产业。
■编辑有话说
看到这里，想必各位读者已经有关目前电动汽车电池回收有了一定的了解，而通过这次的实地调研和采访，编辑也对目前我国在电动汽车电池回收方面，有了一些自己的想法。随着国家对电动汽车的扶持政策推出后，国内的电动汽车厂家如雨后春笋一般出现。在这一众厂家中也是鱼龙混杂，部分厂家进入电动汽车领域的目的似乎并不单纯，因为生产新能源汽车有着可观的补贴收入。所以在不久的将来，众多的电动汽车电池要更换时，那些目的并不单纯的公司生产的电动汽车的电池可能很难得到妥善处理，由此而来的污染问题如何解决？当大量电池没有得到妥善回收而随意流入后市场，“二手电池”的质量和安全问题又如何监管和控制？
随着市面上的电动汽车越来越多，多年之后电池废弃和回收的问题势必会成为一个重要的环境问题。好在现在人们有关环保的意识已经提高很多，不会重复多年前“先污染、后治理”的老路，毕竟很多污染是不可逆以及治理的成本难以接受的。而我国在电池回收方面也让我们看到了比较欣慰的景象，因为我们的相关从业人员已经在积极的开展这项工作，我们也看到了政府以及相关的电动汽车厂家已经和正在进行着更高效的电池回收的相关准备。
而有关我国电池回收未来的发展，我们可以参考已经在这一领域有着很高完成度和技术储备的特斯拉等公司。通过我们自己的努力，形成一套行之有效的闭环回收系统不仅是必要而且是切实可行的。有关电池回收的这期焦点栏目到这里就结束了，希望通过这篇文章能够使您有关电动汽车电池回收的来龙去脉有所了解，谢谢大家。（文/汽车之家包津铖兴珉）
