我国第一批投入市场的新能源汽车动力电池将很快迎来集中报废期. 市场研究机构发布数据称, 2016年我国动力电池的报废量约1.2万吨, 到2020年这一数字预计将激增至约24.8万吨. 废旧动力电池集中 '退役' 给回收产业带来了机遇窗口.
然而, 要兑现这笔 '收益' 并非易事, 不成熟的技术, 不规范的处理, 不到位的监管, 都有可能侵蚀发展红利, 建立一个成熟, 高效的回收利用体系势在必行.
'报废潮' 带来动力电池回收产业机遇期
深圳市交通运输委员会发布消息称, 除保留部分非纯电动车作为应急运力外, 全市专营公交车辆已全部实现纯电动化. 到2020年, 深圳还将实现出租车100%电动化.
这是我国迈向新能源汽车产销大国的一个缩影. 自2014年以来, 我国新能源汽车市场呈现快速发展态势. 截至2017年底, 全国新能源汽车保有量达153万辆.
然而, 另一个值得关注的事实是, 车载动力电池将在未来几年迎来集中报废期. '我们分析认为, 2018年之后, 国内退役动力电池的规模将会快速上升. ' 工信部国际经济技术合作中心助理研究员白旻说.
废旧动力电池回收利用具有重要的意义: 一方面能够提高电池原材料循环利用的水平, 另一方面可以规避废旧动力电池给人和环境带来的潜在危害.
一家新能源汽车制造企业负责人告诉半月谈记者, 与过去含有重金属, 有毒有害的铅酸电池不同, 新能源汽车普遍使用的锂电池对环境危害相对较小, 电池中的铜, 钴, 锂等金属具有较高经济价值. 在市场机制调节下, 废旧的动力电池将会受到回收处理企业的青睐. '锂电池浑身都是宝, 不怕没人处理. '
'经济账' 不能简单算, 当心产业机遇变社会问题
——产业化技术不成熟挤压盈利空间. 中国汽车技术研究中心高级工程师张长令认为, 目前, 动力电池退役判断标准及检测技术, 可梯级利用电池剩余价值评估技术, 单体电池自动化拆解和材料分选技术等关键性技术还不够成熟, 一些电池回收企业仍采用手工拆解或者传统回收工艺. 据测算, 采用传统工艺的动力电池回收企业, 回收处理1吨废旧磷酸铁锂动力电池不仅无法盈利, 反而可能亏损.
——锂电池处理不当存在燃爆和污染的风险. 中国科学院深圳先进技术研究院助理研究员张哲鸣说, 锂电池相对环保, 但并不意味着在处理过程中就不会对人体和环境带来危害. 当电池耗损到一定程度或者在运输中发生碰撞之后, 都有可能发生短路, 容易导致电池燃爆.
——部分电池流向缺乏监管, 易导致 '劣币驱逐良币' . 来自工信部的信息显示, 中国铁塔公司自2015年开始, 在黑龙江, 天津等9省市建设了57个退役电池梯次利用试验站点, 目前已扩大到12省市, 建设了3000多个试验站点, 涵盖备电, 削峰填谷, 微电网等各种使用场景. 但白旻提醒, 一些废旧动力电池也可能流向非正规的回收企业. 这些企业通过简单拆解, 将部分电池再次出售给其他领域用户, 如低速电动车, 电动玩具制造商等.
建立成熟高效的回收处理体系势在必行
首先, 加快制定更加详尽细致的行业标准. 2017年12月1日, 《车用动力电池回收利用拆解规范》开始实施, 另一项重要的标准《车用动力电池回收利用余能检测》也于2018年2月1日起施行. 然而, 一些细节问题仍然困扰着相关企业, 专家呼吁制定更加详尽细致的标准. 研究显示, 以废旧电池的运输为例, 如果按照危废品标准运输, 不仅跨省运输将耗费较长的审批时间, 而且需要专门车辆运输, 其成本将会成倍增加.
其次, 专业回收企业联盟牵头, 进一步整合回收网络. 电池回收涉及消费者, 经销商, 车企等多个环节, 需要投入大量人力物力. 如果不同的企业分别建立自己的回收体系, 将造成重复建设, 影响回收效率. 张哲鸣, 白旻等专家均建议, 在生产者承担延伸责任的前提下, 主要依靠专业的废旧电池回收处理企业, 由受到广泛认可的协会, 联盟牵头成立全国统一的回收网络.
第三, 建立电池编码追溯制度, 加强对违法违规行为的监管. 中国地质大学(北京)人文经管学院副教授葛建平建议, 尽快制定动力电池编码强制标准, 建立动力电池数据库. 工信, 工商, 环保等部门要形成监管合力, 对于违法违规回收处理动力电池的小作坊要坚决惩处. (半月谈)
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中国高容量储能电池研究获重大突破: 告别高污染
中国科技网·科技日报记者从南开大学获悉, 我国高容量储能电池研究取得重大进展, 该校陈军院士团队利用有机醌类物质作为正极, 首次开发出高容量, 高放电频次水系锌二次电池, 也让我们早日告别高污染的水系铅酸电池成为了可能. 该研究成果已在最新一期美国科学促进会杂志《科学进展》发表.
随着太阳能, 风能等可再生能源利用率不断提高, 开发低成本, 高性能的可充电储能电池成为世界追逐目标. 锌价格低廉, 每克理论容量高达820毫安时, 且具有良好的水兼容性和稳定性, 适合大规模生产应用, 因此可充电水系锌电池应用前景广阔. 然而水系锌电池发展一直受制于正极材料可选种类少, 锌脱嵌动力学慢等难题困扰.
有机醌类化合物在自然界中无处不在, 研究人员已从植物, 真菌, 海洋动物和昆虫中发现了超过2400种的醌类. 发展基于非脱嵌反应机制和多电子转移新型有机醌类电极材料对提升锌电池容量和循环稳定性具有重要意义.
目前, 电活性醌电极一般使用有机电解质, 根据相似相容原理, 醌类化合物易溶解于有机溶剂, 带来活性物质损失和电池寿命短等难题. 陈军院士团队多年来一直致力于有机醌类电极材料设计, 制备和应用, 他们利用电解质改性, 聚合, 盐化, 负载等方法, 不仅提高了醌类的容量保持率, 还通过合理结构设计将醌类化合物作为正极应用于了可充水系锌电池, 首次获得了335毫安时每克的比容量, 充放电平台电压差低至70mV, 能量效率高达93 %, 并且循环1000次之后, 电池容量保持率仍为87%, 电池循环稳定性可媲美无机电极材料. 该团队研制的有机水系锌电池能够提供220瓦时每公斤的能量密度, 远超当下普遍使用的水系铅酸电池, 与目前商业化的锂离子电池相当. 由于水系锌电池具有能量密度高, 安全可靠, 成本低廉, 绿色环保等优点, 也为未来电动汽车, 规模储能等重大应用提供了新选择.
