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动力电池退役潮来临 看废弃电池如何变废为宝?

2021-01-15 浏览次数:1,592 次 电车资源

随着新能源汽车产量和消费量逐年递增,电池报废率也随之增加。2013年前后是国内新能源汽车大规模推广的起点,按照动力电池设计使用年限普遍为5到8年,那么2020年前后无疑是动力电池的报废高峰期。据估算,2020年国内累计退役的动力电池规模或将达到20万吨(约25GWh),2025年累计退役量约为78万吨(约116GWh)。

在如此巨量的退役电池面前,电池报废后该如何处理成为最大的难题。众所周知,废弃电池内含有的多种贵金属和危险物质,如若处理不当不仅会造成资源浪费,更有可能造成环境污染,所以废旧电池综合回收及处理一直是新能源业内焦点。

● 再生利用回收

目前来看,国内对于废旧动力电池的回收和利用主要有两种方式,一种是再生利用,另一种是梯次利用。

先来说说再生利用,它是是对废旧电池进行拆解、破碎、分选、材料修复或冶炼等处理后进行资源化利用。以常见的三元锂电池为例,内部含有大量的锰、镍、钴等有色金属,就算长期使用,直到电池衰减到初始容量的30%以下,里面的一些金属元素仍可以被回收利用,从而被重复利用再加工,尤其是钴和镍更是较为稀缺的矿藏资源。不过电池回收工艺的过程极为复杂,成本也极高。

听起来很简单,但实际操作的难度很大。首先是要对电池进行彻底放电,然后对电池内部各种材料如隔膜、电解液、正极、负极等材料等进行拆分,取出各部分材料,最后才能冶炼回收金属元素。

目前国内动力电池的主流回收工艺有几种,如物理拆解、干法冶金、湿法冶金等几种工艺,不同的工艺处理都有各自的优缺点,而且针对不同类型的电池也有不同的回收工艺。比如湿法冶金适合磷酸亚铁锂电池的回收,优点是工艺稳定性好,不足在于成本高和工艺复杂。而干法冶金回收钴和镍的效果更好,优点是工艺简单,但污染较大,这里需要专业的防污染措施。

由于电池回收难度之大,所需要投入的人力物力无疑也是巨大的。有数据显示,目前1吨磷酸铁锂电池回收成本在8500元左右,而经过一系列回收处理之后,市场价值仅9000元左右,基本没什么利润可言。

值得注意的是,目前电池回收业务除了小部分被掌握在有资质、有规模且正规的大型第三方回收企业旗下之外,很大一部分退役电池还是被一些作坊类企业分摊,这些非正规的小作坊通过分散的中介将4S店或者废弃回收站里的关系收集动力电池,使用原始、低成本的手工拆解方法将电池拆解后,再加工卖给相关企业赚取利润,但由于非专业拆解以及废液处理,因此环境污染、甚至爆炸的风险较高。

● 梯级利用

梯级利用是对废旧电池进行必要的检测、分类、拆分、电池修复或重组后,当电池容量降至初始容量的70-80%以下,动力电池就难以满足汽车续航要求,但这些动力电池却可以重新用于低速电动车、电动工具、太阳能/风能储能装置等领域。

在正规的梯级回收利用中,符合安全标准的退役汽车动力电池会找到一个“新岗位”,尽量榨干它们的剩余价值。例如给动力/续航需求较弱的电动车辆使用、给通讯基站、路灯等装置当储能装备。

整体来看,梯级利用的一大优势是无需把电池完全拆解,更环保也更安全。但经济效益较低,毕竟这些退役电池主要应用在储能、照明等领域,未免有点大材小用。尽管梯级利用的产生的效益有限,但也是今后动力电池回收利用行业的重点方向,因为不可能所有的闲置退役电池都能被快速的再生利用,而梯级利用恰好是一种周期较长的电池回收方式。

● 动力电池回收的参与者

如今的电池回收市场,主要的参与者有第三方的电池回收企业(格林美、邦普等)、电池生产厂商(宁德时代、比亚迪等)、电池材料生产厂商(赣锋锂业、华友钴业等)以及小作坊等。值得一提的是,随着此前工信部文件提出谁产谁负责,谁污染谁治理,明确了汽车生产企业将承担动力蓄电池回收的主体责任,主机厂也在陆续布局电池回收业务。特斯拉去年底也在官网上宣布上线电池回收服务。

不过,由于车企不可对电池进行直接拆解,因此大多数车企选择与电池回收企业合作的方式,这其中既有梯级利用,也有通过再生利用。比如比亚迪利用e6车型回收的磷酸铁锂电池组建造了浙江省最大规模的梯次储能电站、比亚迪、三星联合格林美公司成立了福建格林美再生资源有限公司、博世联合宝马集团,用退役电池建造大型光伏电站储能系统。而特斯拉在去年9月份也上线了电池回收服务,官网表示,报废的锂离子电池均不会做填埋处理,可100%回收利用。

此外,诸如像丰田、大众、通用这样巨头车企都建立了各自完整的电池回收体系,似乎为未来大量退役电池做好了准备。

虽然电池回收的参与者众多,但国内电池回收体系的规范尚未形成。近期发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,再次强调了完善动力电池回收、梯级利用和再资源化的循环利用体系,鼓励共建共用回收渠道,建立健全动力电池运输仓储、维修保养、安全检验、退役退出、回收利用等环节管理制度,这将引导动力电池回收利用行业朝着更规范更健康的方向发展。

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