钜大LARGE | 点击量：582次 | 2022年04月02日
潜在污染之忧 动力锂离子电池将迎来"报废潮"
透过玻璃窗，一颗颗拇指大小、圆柱形的银色金属体，正从一台日本进口的自动化机器里蹦出来，在随后的加工线上，它们又整洁地被汇聚成一排，就像锡兵方阵那样，一排排的颗粒金属体，在一路走完20多个工艺流程后，它们将变为一个强有力的机器心脏成为动力锂离子电池包，以驱动电动汽车走向更遥远的未知远方。
这便是2017年十二月一日，笔者在深圳市比克动力锂离子电池有限公司(下称比克公司)加工线上所看到的一幕，这家目前拥有4000名员工的电池公司，正因新能源汽车产业的庞大需求而迅速扩张动力锂离子电池产量。
两年前，比克公司的电池产品中，惟有一半是新能源汽车动力锂离子电池，但到今朝，动力锂离子电池已占据公司90%的产品比例，而它在郑州，还有一家比深圳总部更大的厂，正以夜继日地加工着新能源汽车动力锂离子电池。
在此背后，则是政策上对新能源汽车不断加大的支持力度，以及政府官员支持新能源汽车发展的表态，公开数据显示，到2020年，我国新能源汽车总销量累计将达到500万辆，其中，2020年产销将会达到200万辆，足足比2016年翻了4倍。
有多少新能源汽车，就会有多少驱动它的动力锂离子电池。
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%
有关这个正处于迅猛扩张期的动力锂离子电池市场，它目前所处业态到底要怎么样?在环保范畴，将来被淘汰的动力锂离子电池，又是不是会步蓄电池随意倾倒的后尘?过去一个月，笔者走进新能源汽车动力锂离子电池王国以探到底。
动力锂离子电池快步飞奔
随着新能源汽车的快速上升，将来将是动力锂离子电池最好的10年。比克公司发展规划中心副总裁李丹说。
从深圳北站出发，一路向东，穿过风光美妙的沿海盐坝高速，抵达比克公司总部要1个多小时车程。相比于热闹的深圳市区，在庞大的厂区外面，不仅人烟稀少也分外静谧，但走进车间，却是一番热火朝天的景象。
价值上百万元的日本进口自动化设备，正不知疲倦地制造出一颗颗拇指大小、圆柱形的动力锂离子电池(电芯)，一刹那，它们又一排排地出今朝自动传送带上，而从来料搅拌到最后的打包入库，一颗动力锂离子电池的加工，共要来料测试、涂布、模切、卷心入壳、注液、焊接顶盖、抽气、自放电探测等20多个工艺流程。
其中，来料搅拌第一环节尤为紧要。比克公司车间一名技术工人解析说，环境是不是足够清洁，来料是不是合格，笔直影响到电池的质量。
在车间之外，工作人员则正在紧张地为那些刚刚加工出来的电池打包，由几辆惟有走进才能听得见噪声的叉车搬运，送往另一个车间进行组装，一颗颗电池(电芯)组装后，就变成了一个电池模组，若干个电池模组再组装后，又变成了一个电池组。
组装完成的电池组，将最后由比克公司运送到客户手中。就像做心脏移植手术那样，这些电池组又会被安置在江淮、东风、众泰、华泰、海马、猎豹汽车、北汽福田等车企加工的新能源汽车体内，让它们跑起来。
比克公司机器不停运转之间，则是整个动力锂离子电池产业的快步飞奔。
比克公司供应的数据显示，目前它的深圳及郑州基地均可实现日产达100万只(颗)动力锂离子电池。到2017年底，因为智能制造升级，它的整体产量将达到8GWh，而2016年，我国汽车动力锂离子电池总产量则有30.8GWh。
公开数据显示，2016年全国动力锂离子电池市场份额中，比克公司排名第六，在它前面的五名分别为宁德时代、比亚迪、沃特玛、国轩高科和力神，其中，宁德时代和比亚迪两者总和则几乎占了整个市场的半壁江山。
但与将来相比，目前国内汽车动力锂离子电池总产量仍有突进的空间，高工产研锂电研究所则预测说，2020年我国汽车动力锂离子电池产量将达到141GWh，这相当于将来3年，汽车动力锂离子电池产量将翻近5倍。
有关将来的上升前景，比克公司给出的是年均复合上升率40%。而比亚迪在惠州、深圳坑梓的两个动力锂离子电池基地，到2020年，它的产量要从2016年的10GWh增3倍，变为34GWh。刚刚挑战比亚迪成功，晋升我国动力锂离子电池行业一哥的宁德时代，2020年电池总产量则会达到50GWh。
不同路线与竞争对手
与电压要求并不高的老年代步车、两轮电动汽车，往往蓄电池就可满足动力需求不同，汽车要更强的电力，新一代的动力锂离子电池随之出现，包括比克公司所加工的动力锂离子电池在内，它都属于能量密度高、电压高、重量轻、体积小的锂离子电池，这也是目前国内市场的主流动力锂离子电池。
即便如此，仅在锂离子电池序列，它也有四条细分路线，不仅锂路线众说纷纭，褒贬不一，锂电之外，它也有潜在竞争对手不确定的威胁存在。
相关数据显示，以动力锂离子电池所选用正极材料来区分，汽车动力锂离子电池中的锂离子电池，就分为磷酸铁锂离子电池、三元材料电池、钴酸锂离子电池和锰酸锂离子电池四种，其我国内又以磷酸铁锂离子电池和三元材料电池为主。
因涉足锂离子电池行业较早，目前比克公司就拥有磷酸铁锂和三元材料两条技术路线，早在2006年，它便在我国加工出第一颗磷酸铁锂离子电池，但目前，它所走的却是三元材料路线。
相对来说，三元材料比磷酸铁锂的密度更高，灵活性更好。李丹说，10年前，我们就判断三元材料是将来的技术路线了。到今朝，我们的三元材料电池能量密度已经做到240Wh/kg(瓦时/公斤)。
据李丹解析，三元材料锂离子电池能量密度方面优点分明，且可以为汽车节省空间，它紧要供应中高端乘用车，磷酸铁锂则首先用在大巴上，原由是大巴空间大，客车是它的市场。
另据我国汽车技术研究中心数据，2016年我国加工的新能源汽车中，磷酸铁锂离子电池总配套量占比72.26%，其中72%供应给纯电动客车;三元电池总配套量占比22.91%，其中的73%供应给纯电动乘用车。
但到2017年，这一比例正在急速变化。我国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙表示，从2017年上半年的总量来看，三元材料电池占比已经超过了磷酸铁锂离子电池，预计全年二者占比将相当。安全度上，三元材料电池优于磷酸铁锂离子电池，公开统计显示，从2011年至今，我国境内至少发生过22起新能源车火灾事故，其中由磷酸铁锂离子电池引发的火灾高达20起，而由三元材料锂离子电池引发的惟有2起。
比克公司最终选择三元材料锂离子电池路线，而动力锂离子电池行业排名前两位的宁德时代和比亚迪，选择的仍是磷酸铁锂和三元材料同时发展。这也意味着，锂动力锂离子电池中的不同技术路线，仍将会持续存在。
锂动力锂离子电池不确定性的另一面，在于新技术的崛起。作为新兴行业，锂离子动力锂离子电池行业的技术更新速度较快，且发展方向具有一定不确定性。宁德时代在其招股书上如是说。
何为新技术?被称为锂离子电池之父的古迪纳夫，2017年即宣称，固态电池有了新冲破，用固态传导物质取代易燃的液态电解液，将处理许多烦恼。
古迪纳夫上述表态，对应的是目前的锂离子动力锂离子电池均是液态的现状。从技术上来讲，固态电池不仅可以传导更大电流，也会提升电池容量，封存也会变得更加容易，一旦它转为实际使用，势必对目前行业格局造成颠覆。
虽然尚未商业化，但这种颠覆目前看起来为时并不远。日本丰田汽车公司即预计在2020年开始销售固态电池汽车，无独有偶，英国戴森公司也将推出固态电池汽车的日期定在了2020年。
不仅是固态电池，另一种新的电池技术，氢燃料动力锂电池也已经取得实质性进展。2016年十月二十五日，由东方电气集团与成都一家客车公司联手打造的氢燃料动力锂电池城市客车正式下线。这也是东方电气集团首台燃料动力锂电池动力系统的城市客车。
氢燃料动力锂电池的优点在于，它不仅能量转换效率高，并且只出现水和热，对环境无污染。在2017年的一次相关论坛上，科技部部长万钢表示，氢能燃料动力锂电池目前在寿命、可靠性、使用性能上基本达到车辆使用要求，我国已初步掌握了相关核心技术，基本建立了具有自主知识产权的燃料动力锂电池汽车动力系统技术平台。
比克已经留意到了技术的变化。李丹说，我们一直在观察和跟进。
潜在污染之忧
与铅酸蓄电池等传统电池相比，锂动力锂离子电池具有更好的电能优点，同时它又不含铅、镉等对人类和环境具有重大危害的重金属，被许多业内人士津津乐道也在此，但这并不意味着它没有潜在的环境污染威胁。
数据显示，锂动力锂离子电池的污染威胁，在于它报废之后的后端解决环节。倘若回收处置不当，它也极有可能重蹈当年铅酸蓄电池覆辙，对环境造成严重污染。尽管锂动力锂离子电池不含广受诟病的铅、镉等重金属，但从技术工艺上来讲，除了锂，它的电解液中，依然有镍、钴、锰等重金属，电解液含氟有机物也有污染。此外，报废之后，它仍有300~1000V不等的高压，在回收、拆解、解决过程中操作不当，还是可能会有起火爆炸、重金属污染、有机物废气排放等多种问题。
以锂动力锂离子电池电解液中的六氟磷酸锂为例，它在空气环境中容易水解出现五氟化磷、氟化氢等有害物质，对人体、动植物有强烈腐蚀用途，因此要特别留意溶剂和六氟磷酸锂的解决。
业内人士表示，锂离子电池在资源再生循环利用过程中，经过热解、粉碎等物理预解决和浸出、萃取等化学解决后，只能得到镍、钴、锰萃余液，要想进一步提纯，非得引入大量的氨水来进行解决，如此一来，必然排出有害的含氨废液。进一步，过量的含氨废液排入水体，将导致水体富营养化，造成水中生物大量死亡，而高浓度氨氮废水被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐则对人类的健康造成极大的威胁。更为致命的是，动力锂离子电池报废高峰，也将在随后几年到来。
据我国汽车技术研究中心预测，到2020年，我国电动汽车动力锂离子电池累计报废量将达到12万~17万吨。而其他研究机构预测的数据则更高，届时报废量将超过24.8万吨，这约莫是2016年报废量的20倍。包括李丹在内的诸多业内人士普遍认为，我国首批动力锂离子电池将会在2018年前后出现大规模退役，在将来3到4年内，动力锂离子电池将会出现报废潮。
数量非常大，而且动力锂离子电池和一般的日用电池完全是两个数量级的概念。国家新能源汽车技术创新工程专家组组长王秉刚说。与相对环保的加工环节不同，后期一旦解决不好，有可能是一场新的环保灾难。
这也对锂动力锂离子电池的回收，提出了新挑战。
问题何解?国内最大、致力于动力锂离子电池回收的广东邦普循环科技有限公司副总裁余海军说，要做好报废电池的回收，在于做到从哪里来又回到哪里去，这也就是定向循环的模式。通过对废旧新能源汽车拆解及电池回收再利用，在戒备废旧电池污染土壤的同时，还能提升电池利用效率、创造新的利润空间，降低新能源汽车的成本。动力锂离子电池在资源再生循环利用过程中，可以再次得到国内依靠进口的镍、钴、锰等稀缺原材料。
而面对2020年，业内普遍所预计的，钴、镍、锰、锂等金属回收市场规模将超过上百亿元的市场，类似于比克公司这样的动力锂离子电池制造公司也在行动。
以比克公司为例，它将计划总投资2亿元，建设占地3万平方米的废旧新能源汽车拆解及回收再利用项目，预计2017年项目建成并达到年综合解决2万辆报废汽车及3万吨动力锂离子电池的能力。
余海军表示，有序的动力锂离子电池回收，前提条件是三码合一，即电池编码、汽车VI码和回收编码，将这些录入国家平台，才能保证电池报废以后的流向可控。
但目前，我国采用的是加工者责任延伸制，大部分电池加工者加工的废料、边角料，都在谁加工，谁负责要求下，内部解决完毕，而不必向外部披露信息。对此，余海军提议，我国是不是可以借鉴国外的信息公开模式，将产业链上的所有环节涉及信息向社会公开，从而促使产业发展。王秉刚表示，国内已经制定政策和技术标准，全部为引导性或推荐性指挥文件，有关正规的动力锂离子电池回收公司均有参考指挥用途，但有关非正规的贸易商来说很难起到约束用途，有关此，国家应当出台有足够支撑力、约束力和强制力的法律法规。
