新能源汽車的蓬勃發展, 以及政策和市場的推動, 使我國成為全球最主要的鋰離子電池生產和消費國. 大量鋰離子電池進入市場, 廢舊鋰離子電池回收和再利用問題也成為行業重大挑戰.
大規模報廢期將至
中國汽車技術研究中心發布的數據顯示, 今年新能源汽車動力電池將逐步進入大規模報廢回收期, 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, 也為防止汙染. ' 中國工程院院士楊裕生指出.
面對目前動力電池的回收現狀, 中國電池工業協會理事長趙金生表現出擔憂, '現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, 收購網路不完善, 管理措施不健全, 支援政策不到位等問題仍在困擾著我國動力電池回收行業, 商業模式和盈利模式尚待探索. '
回收多題待解
'我國鈷, 鎳資源少, 價格受制於人, 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, 鈷作為穩定劑不可或缺.
統計數據顯示, 我國鈷礦中含鈷量僅為0.02%, 已探明的可開採量僅為8萬噸, 用於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, '發展電動汽車的目的是節能減排, 有的電動汽車只節油, 並不減排. 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, 目前能夠應用於梯次利用的早期動力電池只有極少數優質磷酸鐵鋰電池, 其餘電池包括三元電池在內都不具備利用價值. 針對這一現象, 中國科學院物理研究所研究員黃學傑認為, 使用一段時間後, 三元電池很難保證電池內部材料電化學性能的均一性, 所以用於梯次利用存在安全風險. 此外, 黃學傑還表示, 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
記者發現, 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, 由於不含任何貴金屬, 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, 電池迴圈壽命超過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是眾望所歸. 7部委聯合發布的《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 '新能源汽車國家監測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平台' , 對動力蓄電池生產, 銷售, 使用, 報廢, 回收, 利用等全過程進行資訊採集, 對各環節主體履行回收利用責任情況實施監測. 對此, 黃學傑表示, 只有在對動力電池包的曆史數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, 節能的生產工藝是未來電池技術的發展趨勢. '鋰離子電池回收, 處置要重視創新, 廢電池處置要做到高度環保, 鼓勵創新環保型廢電池處置工藝流程, 做到資源全部迴圈利用. '
此外, 發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衝擊. '
