鋰電池規(guī)模化回收利用成行業(yè)難題
大規(guī)模報廢期將至
中國汽車技術研究中心發(fā)布的數(shù)據顯示,今年新能源汽車動力電池將逐步進入大規(guī)模報廢回收期,預計到2020 年我國動力電池回收量將超過22萬噸,2022年將達到42.2萬噸。
記者了解到,目前動力電池的回收利用分為梯次利用和拆解回收,梯次利用主要針對容量降低、無法使電動車正常運行但本身沒有報廢的電池,但仍可在電力儲能等領域繼續(xù)使用;拆解回收則是對電池容量損耗嚴重的報廢電池進行資源化處理,回收有利用價值的再生資源。“舊電池回收的目的是梯次利用。無梯次利用價值的電池稱為廢電池,把廢電池集中處置,是為了資源再生,也為防止污染。”中國工程院院士楊裕生指出。
面對目前動力電池的回收現(xiàn)狀,中國電池工業(yè)協(xié)會理事長趙金生表現(xiàn)出擔憂,“現(xiàn)階段我國廢舊鋰離子電池回收體系尚不健全,回收技術和商業(yè)模式還沒達到成熟的標準。”中國電動汽車百人會理事長陳清泰也表述了類似觀點,“目前,利用技術不成熟,收購網絡不完善,管理措施不健全,支持政策不到位等問題仍在困擾著我國動力電池回收行業(yè),商業(yè)模式和盈利模式尚待探索。”
回收多題待解
“我國鈷、鎳資源少,價格受制于人,難以支撐千萬輛級別電動車的生產。”楊裕生在談到電池產業(yè)面臨的困境時坦言。
目前,我國新能源乘用車電池的主流技術路線為三元電池,即以鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰為正極材料的鋰電池,鈷作為穩(wěn)定劑不可或缺。
統(tǒng)計數(shù)據顯示,我國鈷礦中含鈷量僅為0.02%,已探明的可開采量僅為8萬噸,用于電池生產的鈷資源嚴重依賴進口。“如果能從退役電池中有效回收鈷,將在很大程度上緩解我國稀有金屬資源對外依賴度。”清華大學教授徐盛明對記者強調。
同時,企業(yè)忽視電池安全性,盲目提高電池比能量的問題也令人擔憂。“為了提高比能量,三元電池鎳鈷錳的配比從333、523進化到622、811,通過增加鎳含量來提高電壓,熱失控溫度越來越低!”楊裕生告訴記者,動力電池的安全性與比能量實際存在直接關聯(lián),“發(fā)展電動汽車的目的是節(jié)能減排,有的電動汽車只節(jié)油,并不減排。目前很多政策存在誤導性,忽略了電池比能量越高,電池就越多,而安全性越低的問題,這背離了節(jié)能減排的初心。”
此外,梯次利用的體系不健全,仍是目前舊電池回收領域面臨的最大問題。國家863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬表示,電池容量達到何種程度可以進入下一階梯利用,達到何種程度不能進行梯次利用而需要進入回收程序,目前沒有明確標準。
記者了解到,目前能夠應用于梯次利用的早期動力電池只有極少數(shù)優(yōu)質磷酸鐵鋰電池,其余電池包括三元電池在內都不具備利用價值。針對這一現(xiàn)象,中國科學院物理研究所研究員黃學杰認為,使用一段時間后,三元電池很難保證電池內部材料電化學性能的均一性,所以用于梯次利用存在安全風險。此外,黃學杰還表示,成組電池如果拆解會大幅度增加成本,只有不拆解電池包直接進行應用才有價值。
未來看好磷酸鐵鋰電池
記者發(fā)現(xiàn),我國鈷鎳匱乏的客觀條件,是三元鋰電池價格居高不下的重要原因。但磷酸鐵鋰電池則相反,由于不含任何貴金屬,而且其正極材料的主要原料氧化鐵、碳酸鋰等在中國儲量非常豐富。楊裕生對目前國內磷酸鐵鋰電池的發(fā)展充滿了信心,“目前,磷酸鐵鋰電池單體比能量已在140-180Wh/kg,電池循環(huán)壽命超過3000次,成組的價格約為1元/Wh,在梯次利用中更突顯安全性。”
針對電池梯次利用中存在的問題,建立可追溯的電池管理系統(tǒng)是眾望所歸。7部委聯(lián)合發(fā)布的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》已在8月1日開始實施,該《辦法》要求汽車生產企業(yè)承擔動力蓄電池回收的主體責任,同時建立“新能源汽車國家監(jiān)測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺”,對動力蓄電池生產、銷售、使用、報廢、回收、利用等全過程進行信息采集,對各環(huán)節(jié)主體履行回收利用責任情況實施監(jiān)測。對此,黃學杰表示,只有在對動力電池包的歷史數(shù)據進行全面分析的基礎上設計與之一一對應的管理策略,才能讓其發(fā)揮好二次生命的價值。
“要堅持安全第一,梯次利用和廢電池處置要有系統(tǒng)性的安排,鋰離子電池使用全過程應要免受損傷。“楊裕生強調,安全性是動力電池回收利用中需要關注的重點,全過程綠色、節(jié)能的生產工藝是未來電池技術的發(fā)展趨勢。“鋰離子電池回收、處置要重視創(chuàng)新,廢電池處置要做到高度環(huán)保,鼓勵創(chuàng)新環(huán)保型廢電池處置工藝流程,做到資源全部循環(huán)利用。”
此外,發(fā)展增程式電動汽車技術,減少純電動車的電池使用量,也可以從根本上減少廢電池的產生。作為該技術的倡導者,楊裕生說:“有人質疑增程式還是要燒油,不是最終的目標。但我認為要以節(jié)能減排作為橫向標準,來檢驗政策和技術路線。電動汽車最終目標未必是不燒油的純電動車,很有可能是不燒油而燒醇類的增程式電動車。我們需要第三代增程式投產,來應對補貼減少對電動汽車的沖擊。”
責任編輯:繼電保護
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