钜大LARGE | 点击量：619次 | 2022年04月02日
有关动力锂电池的回收还有些问题
新能源汽车动力锂离子电池再利用范畴紧要瞄准ICT范畴、家庭以及可再生能源发电储能等范畴。虽然动力锂离子电池再利用践行在国内还未开展，但是在日本、美国已经有多年的示范相关相关经验。日韩从新能源汽车发展伊始就开始着力动力锂离子电池再利用的研究，这些前期研究工作给我国开展电池再利用研究供应了很好的借鉴。
今朝国内汽车动力回收产业刚刚起步。2015年，报废动力锂离子电池累计为2万~4万吨，对应的电池回收率仅为2%，以今朝的回收产量根本无力负担2020年预计的12万~17万吨的报废电池。因此，在回收利用管理制度建设、先进技术创新、模式探索、标准体系构建等方面存在的很多问题亟待处理。
一、今朝汽车动力锂离子电池回收产业的紧要问题
1)废旧汽车动力锂离子电池拆解工序复杂且具有安全隐患
由于国内动力锂离子电池在尺寸及结构规范尚没有统一的可根据的法规，今朝国内各电池厂家属于八仙过，海各显神通。电池系统设计完全不同使得无法采用同一套拆解流水线适合所有的电池组和模组，导致电池拆解时极为不便。倘若要进行自动化拆解，那面对今朝大小不一，形状不一的电池组及模组，要对加工线的灵活性有很高的要求，从而导致处置成本过高。现国内基本都是靠人工拆解，工人的技能水平笔直影响着电池回收过程效率，同时由于电池组本身具有高能量，可能会发生短路、漏液等各种安全问题，进而可能造成起火或爆炸，导致人员伤亡和财产损失。因此，要公司仔细研究电池组拆解过程中安全及效率的问题。
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%
2)产品一致性差且剩余寿命及电池状态无法系统评估
废旧汽车动力锂离子电池在重新进行梯次利用时非得经过品质测试，将电芯分选分级，包括安全性评估、循环寿命探测等，将电芯分选分级，再重组后才可以被再利用。但是倘若动力蓄电池在服役期间没有完整的数据记录，再利用过程进行电池寿命预测时，准确度可能会下降，电池的一致性无法保障，同时探测设备、探测费用、探测时间、分解建模等成本都会新增。由于不同电池的内阻特性、电化学特性、热特性相同，电池的不一致性和可靠性可能也无法保证，倘若一些存在问题的电池在筛选过程中没有被检验出来，而再次被使用，会新增其他整个电池系统的安全风险。所以，要怎么样做到快速无损准确的测试，是该种情况下梯级利用的关键所在。
近日，国家公布了Gb/T32690《电动汽车远程服务于管理系统技术规划》，法规将新能源汽车运行数据收集及监控列入为公司强制要求，将来推广执行后将会弥补这方面的数据空缺。
3)系统集成技术不成熟
由于电芯之间的连接通常都是激光焊接或其他刚性连接工艺，难以做到无损拆解，动力蓄电池梯级利用时最合理的是拆解到模组级，然而不同批次甚至不同厂家加工的电池模组，要实今朝同一系统中混用，需考虑并处理以下系统集成技术：分组技术：依据材料体系、容量、内阻、剩余循环寿命等参数重新对电池模组进行分组并建立数据库。分组参数设定要合理，若参数设定区间过大，模组离散性大，成组为系统后，对系统性能和寿命影响大;若参数设定区间过小，分组过于严格，会导致可匹配的模组少，系统集成困难。系统柔性设计：设计系统结构时要充足考虑不同模组可能具有的尺寸、重量和串并联数，所以设计时应当是在空间上有很大的弹性，以兼容不同的模组，固定方式既要考虑紧固性和可靠性，又要考虑弹性和便于快速装卸。
4)回收利用经济性欠佳
汽车动力锂离子电池回收前非得先进行预解决，包括放电、拆解、粉碎、分选。拆解之后的塑料和金属壳体可以回收，但代价高昂：因为残余电压依然高达数百伏(不包括18650电池)，有一定危险;电池壳体为了安全要，封装为不可自拆卸的形式，打开颇费功夫。就预解决环节而言，肯定是赔本买卖。
就算是锂离子电池，正极材料也是五花八门，主流的就有钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等。用酸碱溶液浸出，然后再经过多种化工程序，对金属氧化物进行萃取。但这些氧化物的成分萃取条件不同，混合液更为棘手。事先按照正极材料对电池分类，成本也不低。回收正极金属，已经是电池回收行当中最有利可图的一个环节。但是程序太过复杂，会算账的公司都对之却步，除非金属价格高到2011年的份儿上。今朝大宗商品和有色金属、稀土产品价格都在低谷徜徉，用这些办法回收金属相当不划算，更别提事后麻烦更大的废液解决。照目前的技术水准，单只废液解决一项，就足以吃掉可怜的回收金属收益。而负极材料都是石墨(硅电池只是实验室规模)，该材料太便宜，只能做丢弃掩埋解决。幸好石墨本身并不污染环境，只占用空间。在目前技术条件下，没有公司会主动投入回收产业。
总结：国内动力蓄电池品种繁多，电池构造复杂且没有固定标准，造成拆解回收工艺复杂，回收成本高，公司缺乏回收热情，难以形成产业化经营，且重组技术手段不成，加之政府缺乏监管及鼓励政策，动力蓄电池回收面对极大困难。
二、回收产业发展方向及趋势
1.管理制度要进一步明确，奖罚需明显
为增强新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业管理，规范行业和市场秩序，工业和信息化部陆续制定了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》及其配套《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方法》。
今年以来，政府部门着力开展《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理方法》的研究制定工作，该《方法》的制定基于加工者责任延伸制度理念，立足于对动力蓄电池产品全生命周期进行管理。《方法》涵盖产品设计、加工、销售、回收、梯级利用、再生利用等相关阶段，明确动力蓄电池加工公司、汽车加工公司、梯级利用公司以及报废汽车回收拆解公司等承担各阶段动力蓄电池回收利用的相关责任。目测这也是为了以后强制性监管作准备，在环保这个基本国策的前提下，没有哪一个公司敢触高压线，哪怕只是应付监管将废旧电池在仓库堆放起来，也能戒备在无监管状态下的大规模二次污染。
2.急需建立动力锂离子电池回收标准体系
目前我国对退役动力蓄电池的残余价值评估、健康状态评价等关键技术还不成熟，梯级利用和再生利用环节相关技术研发相对滞后，需行业专家协同合作，推动技术创新与使用，攻坚克难，冲破技术难点。比如在电池拆解方面，要进行柔性化的配置，将拆解流水线进行分段细化，针对不同的电池pack，在制定拆解操作流程时，要尽可能复用现有流水线的工段和工序，以提高作业效率，降低重复投资。同时，要完整记录动力蓄电池在服役期间运行数据，梯次利用的厂家可以依据这些数据，建立电池模组的寿命模型。
现动力锂离子电池回收急需技术标准，电池容量达到要进入回收程序，何种程度可以进入下一阶梯利用，何种程度不能再进行梯次使用，都没有明确的标准可以参照，这要政府层面建立相关规范和标准。更深层次，倘若以后将动力电模组的外形尺寸，内部结构作一个较为统一的法规规范，那将为下游电池回收产业节约庞大的支出，也将进一步降低梯次使用的电池成本，为自动化电池拆解创造了可能，对电池回收产业推进有极大的帮助。依据小道消息，目前这方面法规在酝酿中，不知是不是会很快公布并执行。
3.建立新的商业运营模式，寻找盈利点
有关动力锂离子电池回收，惟有不停钻研技术，提高金属冶炼效率及降低成本，倘若出现规模效应，在国家的补贴和扶持政策下能够站稳脚跟，那以后还是可以大有可为的。
有关动力锂离子电池的梯次利用衍加工品，客户在知情的情况下，会对产品的性能、寿命、可靠性、安全性等心存疑虑，产品的推广会存在一定的妨碍。在产品的推广和使用方面，要充足考虑客户的现状和诉求，多种商业运作方式相结合，在充足帮助客户获利的基础上，获得自己的利益。可充足借鉴其他行业的一些成功相关相关经验，如分期付款、分时租赁、盈利后结算、托管运营、甚至免费供货(靠后续增值服务)等，探索梯次利用方面的有效商业模式。
总结：目前国内汽车动力锂离子电池回收产业的运营模式总体还处于摸索阶段，今朝急需政府介入，在制定政策和建立标准体系上引导公司逐渐走上健康的发展道路。也要产业上下游一起成立产业联盟，建立健康的产业链，寻找可行的盈利点。
三、借鉴日本的相关相关经验
直到今天，日本没有针对动力锂离子电池的专门法规。但日本环保法规(《资源有效利用法》、《节能法》与《再生资源法》)明确的情况下，没有理由单独为动力锂离子电池制订一部法律，况且法律本身也不能处理技术问题。
日企在新能源车范畴起步比我们早十几年，丰田的普锐斯诞生于1997年。按照日本人极其重视垃圾回收(全国垃圾解决率达到100%)推理，日本应在新能源车诞生5年内建立动力锂离子电池回收产业链，但实际上并没有。即便有关丰田而言，回收镍氢电池(混动车用动力锂离子电池)，同样面对无利可图的困境。
日本直到2011年才在本土启动回收镍氢电池项目的。在本土，丰田与住友金属合作，借助后者世界一流的高纯度提取技术，丰田实现了混合动力车动力锂离子电池中镍的多次利用，该项业务可回收电池包中50%的镍;同时丰田化学工程和住友金属矿山配置了每年可回收相当于1万辆混合动力车电池用量的专用加工线;而2012年，本田则与日本重化学工业公司合作做了类似的事情。不过，本田回收项目可以回收超过80%的稀土金属，用于制造新镍氢电池。在几年前，混合动力车电池中回收的镍只能用来加工不锈钢。随着高精度镍提取及分离技术的发展，今朝回收的镍可以用来加工新电池。丰田已经将镍回收利用技术推广到海外厂。
回收电池虽然是责任所在，但日企也是依赖回收金属(包括对日本来说极为珍贵的稀土元素)作为回收产业驱动力。
在欧洲，丰田则表现出更积极的态度，这与欧洲更为苛刻的环保法规有关。丰田去年宣布，实现对混动车电池100%的回收目标，之前回收率91%。丰田同时延长SNAM公司(法国)、优美科(Umicore)集团(比利时)合作关系，由后两者分别对镍氢电池和锂离子电池进行回收。而丰田(含雷克萨斯)自2000年起，已经在欧洲累计销售了85万辆混动车，比目前我国的新能源车车保有量还要大。同时，为了延长动力锂离子电池的使用寿命，戒备解决高峰的产量限制。丰田还推进动力锂离子电池梯次利用项目。去年，丰田将凯美瑞混合动力车的废旧电池用于黄石国家公园设施储能供电。日产也与住友合作，利用电动汽车聆风的废旧锂离子电池开发蓄电池系统，作为太阳能发电的辅助储能系统，用于在夜晚和光照不足天气下的独立供电。住友商事与日产合资成立的4REnergy公司，以电动汽车EV废旧锂离子电池的商业再利用为目标，其公司成立5年来，已经成为商业上最成功的锂离子电池回收公司。
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