动力电池在回收再利用面临的困境分析

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在国家政策的引导和推动下，我国新能源汽车产业发展迅猛。工信部数据显示，2009-2016年上半年累计生产新能源汽车67.4万辆。国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》，到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量超过500万辆。中国汽车技术研究中心预测，到2020年前后，我国纯电动（含插电式）乘用车和混合动力乘用车动力电池累计报废量将达到12万-17万吨。车用动力电池的报废渐成规模，如何处置退役动力电池成为影响新能源汽车发展的重大课题。

多国制定相关法规并建立回收体系

发达国家主要以法律作为防治电池污染和实现循环利用的重要保障。通过建立健全完善的法律机制，充分实施“延伸生产者责任”制度，利用法律强制力对各个环节进行规定，约束整个电池生命周期的各个相关主体，使其必须按照法律规定承担责任和履行义务，并对违反法律规定的主体进行严厉的惩罚。

美国历来相当重视环境管理方面的工作，针对废旧电池的生产、收集、运输和贮存等过程提出技术规范，并采取生产者责任延伸和押金制度；欧盟采用生产者承担回收费用的强制回收制度，并对电池使用者提出了法定义务；日本在回收处理废电池方面一直走在世界前列，建立了“蓄电池生产-销售-回收-再生处理”的回收利用体系；中国动力电池回收体系不断完善，并明确了动力电池回收责任主体，各城市对电池回收利用政策也进行了积极探索，但在落实方面差距甚远。实际上，由于我国新能源汽车的高速发展始于2014年，目前多数动力电池还在质保期内，尽管消费者存在疑虑，但车企包括电池企业尚未将其落实。

各国重视动力电池回收并进行工程示范

动力电池回收利用虽然已经引起政府部门、科研机构、部分企业的关注和研究，发展潜力巨大，但还没有大量的资源投入。美国、日本、欧洲和我国在退役电池的回收再利用方面进行了不同的尝试。表1为国内外典型的动力电池回收再利用示范项目，涉及到储能、移动电源、分布式发电、商业可行性研究及拆解、回收等多方面。

我国基本掌握回收技术但工艺水平有待提升

动力电池再利用的过程一般是将废旧电池失效、拆解、检测、筛选，接着二次重组再利用。通常对废旧锂离子电池的回收过程是：首先彻底放电，然后对电池进行拆解分离出正极、负极、电解液和隔膜等各组成部分，再对电极材料进行碱浸出、酸浸出、除杂后进行萃取以实现有价金属的富集。回收处理方法按提取工艺可分为三大类：干法回收技术、湿法回收技术和生物回收技术。

我国已基本掌握相应的回收处理技术，但是回收工艺水平较低。一方面，国内针对动力电池的回收工艺路线还处于探索阶段，以循环制造为目标的回收技术还没有开展。另一方面，国内对动力电池回收处理普遍还停留在废物处理的阶段，资源回收再利用以及锂离子电池的循环再制造技术的研究仍未开展，对锂离子电池回收所涉及安全生产和环境保护等问题没有具体的工艺措施和装备保证。

退役电池复杂性高，拆解不便

退役动力电池复杂程度很高，包括不同类型电池制造和设计工艺的复杂性、串并联成组形式、服役和使用时间、应用车型和使用工况的多样性等。比如，电池有方型、圆柱形不同类型，其叠片、绕组形式也不同，由于集成形式不同，成组后电池包也各异。这些复杂性导致电池回收再利用或者拆解时极为不便。如果进行自动化拆解，对生产线的柔性配置要求比较高，从而导致处置成本过高。

退役电池一致性差，品质不高

退役电池的再利用必须经过品质检测，包括安全性评估、循环寿命测试等，将电芯分选分级，再重组后才可以被再利用。但是，如果动力电池在服役期间没有完整的数据记录，再利用过程中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，同时检测设备、检测费用、检测时间、分析建模等成本都会增加。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，如果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，会增加其他整个电池系统的安全风险。

回收拆解成本较高，经济性欠佳

目前，动力电池回收产业还未形成规模效应，国内还未建立成熟的回收体系，一些企业虽然涉及了动力电池回收业务，但是收效较低，投入超出电池价值，缺乏盈利点。比如一家采用机械法和湿法回收废旧磷酸铁锂电池的公司，回收处理1吨废旧磷酸铁锂动力电池的成本为8540元，而再生材料的收益仅为8110元，亏损430元。由于锂离子电池回收技术路线比较复杂，回收工艺成本高，而除了三元系正极回收价值高外，像锰酸锂、磷酸铁锂系正极回收价值偏低。

回收政策缺乏监管，执行不乐观

我国2016年发布了《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策（2015年版）》，明确采用生产者责任延伸制度，电动汽车生产企业承担电动汽车废旧动力蓄电池回收利用的主要责任，动力蓄电池生产企业承担电动汽车生产企业售后服务体系之外的废旧动力蓄电池回收利用的主要责任，梯级利用电池生产企业承担梯级利用电池回收利用的主要责任，报废汽车回收拆解企业应负责回收报废汽车上的动力蓄电池。

结论和建议

随着新能源汽车的快速发展，我国动力电池报废也已渐成规模，车用动力电池退役后，如果不进行必要的回收和处理，不仅会造成资源的浪费，也会对环境造成一定的污染。动力电池的标准化，影响了其回收和再利用过程中拆解、检测等装备复杂程度、一致性、安全性和经济性，因此有必要对动力电池的结构设计、连接方式、工艺技术、集成安装等标准化进行研究。

《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015年版)》明确了电池回收责任主体和追责方式，但是对新能源汽车动力电池回收，目前尚未有明确的赏罚机制，企业也没有将动力电池回收看成是有利可图的事情。目前，亟须制定动力电池回收再利用激励实施细则，建立明确的赏罚机制。此外，还需要加大对废旧电池拆解、重组、测试和寿命预测等关键技术进行攻关，提高其技术成熟度和生产过程的安全性。同时，提高电池拆解，重组及回收技术的工艺水平和自动化水平，提高拆解、重组和回收过程的效率，使动力电池回收的材料和再利用电池出厂具有经济可行性和安全性。落实动力电池回收再利用体系建设，并利用补贴机制和优惠政策提高企业和消费者的积极性，但要避免一些投机企业为了补贴跟风进入这个行业，形成公平和良性的竞争机制，以有利于产业健康发展。