我國第一批投入市場的新能源汽車動力電池將很快迎來集中報廢期. 市場研究機構發布數據稱, 2016年我國動力電池的報廢量約1.2萬噸, 到2020年這一數字預計將激增至約24.8萬噸. 廢舊動力電池集中 '退役' 給回收產業帶來了機遇窗口.
然而, 要兌現這筆 '收益' 並非易事, 不成熟的技術, 不規範的處理, 不到位的監管, 都有可能侵蝕發展紅利, 建立一個成熟, 高效的回收利用體系勢在必行.
'報廢潮' 帶來動力電池回收產業機遇期
深圳市交通運輸委員會發布消息稱, 除保留部分非純電動車作為應急運力外, 全市專營公交車輛已全部實現純電動化. 到2020年, 深圳還將實現出租車100%電動化.
這是我國邁向新能源汽車產銷大國的一個縮影. 自2014年以來, 我國新能源汽車市場呈現快速發展態勢. 截至2017年底, 全國新能源汽車保有量達153萬輛.
然而, 另一個值得關注的事實是, 車載動力電池將在未來幾年迎來集中報廢期. '我們分析認為, 2018年之後, 國內退役動力電池的規模將會快速上升. ' 工信部國際經濟技術合作中心助理研究員白旻說.
廢舊動力電池回收利用具有重要的意義: 一方面能夠提高電池原材料迴圈利用的水平, 另一方面可以規避廢舊動力電池給人和環境帶來的潛在危害.
一家新能源汽車製造企業負責人告訴半月談記者, 與過去含有重金屬, 有毒有害的鉛酸電池不同, 新能源汽車普遍使用的鋰電池對環境危害相對較小, 電池中的銅, 鈷, 鋰等金屬具有較高經濟價值. 在市場機制調節下, 廢舊的動力電池將會受到回收處理企業的青睞. '鋰電池渾身都是寶, 不怕沒人處理. '
'經濟賬' 不能簡單算, 當心產業機遇變社會問題
——產業化技術不成熟擠壓盈利空間. 中國汽車技術研究中心高級工程師張長令認為, 目前, 動力電池退役判斷標準及檢測技術, 可梯級利用電池剩餘價值評估技術, 單體電池自動化拆解和材料分選技術等關鍵性技術還不夠成熟, 一些電池回收企業仍採用手工拆解或者傳統回收工藝. 據測算, 採用傳統工藝的動力電池回收企業, 回收處理1噸廢舊磷酸鐵鋰動力電池不僅無法盈利, 反而可能虧損.
——鋰電池處理不當存在燃爆和汙染的風險. 中國科學院深圳先進技術研究院助理研究員張哲鳴說, 鋰電池相對環保, 但並不意味著在處理過程中就不會對人體和環境帶來危害. 當電池耗損到一定程度或者在運輸中發生碰撞之後, 都有可能發生短路, 容易導致電池燃爆.
——部分電池流向缺乏監管, 易導致 '劣幣驅逐良幣' . 來自工信部的資訊顯示, 中國鐵塔公司自2015年開始, 在黑龍江, 天津等9省市建設了57個退役電池梯次利用試驗站點, 目前已擴大到12省市, 建設了3000多個試驗站點, 涵蓋備電, 削峰填穀, 微電網等各種使用場景. 但白旻提醒, 一些廢舊動力電池也可能流向非正規的回收企業. 這些企業通過簡單拆解, 將部分電池再次出售給其他領域用戶, 如低速電動車, 電動玩具製造商等.
建立成熟高效的回收處理體系勢在必行
首先, 加快制定更加詳盡細緻的行業標準. 2017年12月1日, 《車用動力電池回收利用拆解規範》開始實施, 另一項重要的標準《車用動力電池回收利用餘能檢測》也於2018年2月1日起施行. 然而, 一些細節問題仍然困擾著相關企業, 專家呼籲制定更加詳盡細緻的標準. 研究顯示, 以廢舊電池的運輸為例, 如果按照危廢品標準運輸, 不僅跨省運輸將耗費較長的審批時間, 而且需要專門車輛運輸, 其成本將會成倍增加.
其次, 專業回收企業聯盟牽頭, 進一步整合回收網路. 電池回收涉及消費者, 經銷商, 車企等多個環節, 需要投入大量人力物力. 如果不同的企業分別建立自己的回收體系, 將造成重複建設, 影響回收效率. 張哲鳴, 白旻等專家均建議, 在生產者承擔延伸責任的前提下, 主要依靠專業的廢舊電池回收處理企業, 由受到廣泛認可的協會, 聯盟牽頭成立全國統一的回收網路.
第三, 建立電池編碼追溯制度, 加強對違法違規行為的監管. 中國地質大學(北京)人文經管學院副教授葛建平建議, 儘快制定動力電池編碼強制標準, 建立動力電池資料庫. 工信, 工商, 環保等部門要形成監管合力, 對於違法違規回收處理動力電池的小作坊要堅決懲處. (半月談)
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中國高容量儲能電池研究獲重大突破: 告別高汙染
中國科技網·科技日報記者從南開大學獲悉, 我國高容量儲能電池研究取得重大進展, 該校陳軍院士團隊利用有機醌類物質作為正極, 首次開發出高容量, 高放電頻次水系鋅二次電池, 也讓我們早日告別高汙染的水系鉛酸電池成為了可能. 該研究成果已在最新一期美國科學促進會雜誌《科學進展》發表.
隨著太陽能, 風能等可再生能源利用率不斷提高, 開發低成本, 高性能的可充電儲能電池成為世界追逐目標. 鋅價格低廉, 每克理論容量高達820毫安時, 且具有良好的水相容性和穩定性, 適合大規模生產應用, 因此可充電水系鋅電池應用前景廣闊. 然而水系鋅電池發展一直受制於正極材料可選種類少, 鋅脫嵌動力學慢等難題困擾.
有機醌類化合物在自然界中無處不在, 研究人員已從植物, 真菌, 海洋動物和昆蟲中發現了超過2400種的醌類. 發展基於非脫嵌反應機制和多電子轉移新型有機醌類電極材料對提升鋅電池容量和迴圈穩定性具有重要意義.
目前, 電活性醌電極一般使用有機電解質, 根據相似相容原理, 醌類化合物易溶解於有機溶劑, 帶來活性物質損失和電池壽命短等難題. 陳軍院士團隊多年來一直致力於有機醌類電極材料設計, 製備和應用, 他們利用電解質改性, 聚合, 鹽化, 負載等方法, 不僅提高了醌類的容量保持率, 還通過合理結構設計將醌類化合物作為正極應用於了可充水系鋅電池, 首次獲得了335毫安時每克的比容量, 充放電平台電壓差低至70mV, 能量效率高達93 %, 並且迴圈1000次之後, 電池容量保持率仍為87%, 電池迴圈穩定性可媲美無機電極材料. 該團隊研製的有機水系鋅電池能夠提供220瓦時每公斤的能量密度, 遠超當下普遍使用的水系鉛酸電池, 與目前商業化的鋰離子電池相當. 由於水系鋅電池具有能量密度高, 安全可靠, 成本低廉, 綠色環保等優點, 也為未來電動汽車, 規模儲能等重大應用提供了新選擇.
