鉅大LARGE | 點擊量：705次 | 2021年10月28日
動力鋰電池回收，迫在眉睫
動力鋰離子電池回收，迫在眉睫。
動力蓄電池回收利用已經(jīng)帶上了“緊箍咒”。
工業(yè)和信息化部公布最新信息顯示，我國動力蓄電池累計配套量超過131GWh，產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居前列。
考慮到電池的使用年限一般為5到8年，2009年到2012年推廣的車輛或行駛里程較長車輛的新能源汽車電池基本處于淘汰臨界點。
據(jù)我國汽車技術研究中心綜合測算，2020年前后，我國純電動（含插電式）乘用車和混合動力乘用車電池累計報廢量將達12-17萬噸。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
如此巨量的動力蓄電池已經(jīng)來到了退役期。假如未經(jīng)妥善處置和進行價值最大化利用，一方面會威脅公共安全，造成難以逆轉的環(huán)境污染，另一方面也將對寶貴的有價金屬資源形成浪費。
動力鋰離子電池回收，迫在眉睫。
產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前夜
2018年，工信部聯(lián)合七部委出臺《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》等一系列政策新規(guī)，就已預示“動力鋰離子電池回收”即將進入規(guī)范化管理階段；
今年二月二十二日工信部公布的《新能源汽車動力蓄電池回收利用調研報告》，再次將報廢動力鋰離子電池污染防治提上日程。
2019年全國兩會在即，致公黨在題為《有關加快升級打造新能源動力鋰離子電池全生命周期價值鏈的提案》中又明確建議，對殘值電池梯次利用的網(wǎng)點建設、集中貯存、收集、標識、包裝、運輸，以及指定移交、定點拆解等，出臺一系列管理辦法和監(jiān)管方式；
同時建議相關主管部門通過專項資金支持，鼓勵車企、電池制造商、回收利用單位等上下游公司組建聯(lián)合體，共建新能源動力鋰離子電池回收利用體系。
與全國政策相比，各個地方制定的方法更為細致。京津冀政府在2018年十二月公布的《京津冀地區(qū)新能源汽車動力蓄電池回收利用試點執(zhí)行方法》提出，到2020年建成2-4家廢舊動力蓄電池拆解示范線和梯次利用廠。
深圳市直接提出銷售新能源汽車的公司，按照20元/千瓦時的標準專項計提動力蓄電池回收處理資金，對已按要求計提動力蓄電池回收處理資金的公司，按經(jīng)審計確定金額的50%對公司給予補貼，補貼資金專項用于動力蓄電池回收。深圳也由此成為國內第一個設立動力鋰離子電池回收補貼的城市。
在如此密集的政策推動下，已經(jīng)有越來越多的公司開始瞄準動力蓄電池回收體系的“新蛋糕”。事實上，2018年，廢舊動力鋰離子電池回收市場達到50億元規(guī)模，2020年至2023年，廢舊動力鋰離子電池回收市場規(guī)模將進一步上升至136-311億元。
動力鋰離子電池回收，迎來了它產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期的前夜。
國內回收模式待構建
當前，動力鋰離子電池回收重要模式有兩種。一種是由主機廠利用銷售渠道建設退役電池回收體系，回收退役電池移交綜合利用公司處理或與其合作共同利用電池剩余價值。
北汽新能源、廣汽三菱等45家主機廠已設立了3204個回收服務網(wǎng)點，重要集中在京津冀、長三角、珠三角及中部新能源汽車保有量較高的地區(qū)，并重要以4S店的形式存在。
另一種是以第三方為主體，由梯次、再生利用公司與汽車、電池生產(chǎn)公司合作，共建共用回收服務網(wǎng)點，集中回收合作公司新能源汽車的退役電池。
其中，國家電網(wǎng)分別在北京大興和張北建設了梯次利用錳酸鋰離子電池儲能系統(tǒng)示范，并組建了退役電池分選評估技術平臺，研制了高效可靠的電池管理系統(tǒng)。
北京匠芯研發(fā)了梯次利用光儲能系統(tǒng)，并正在建設基于大數(shù)據(jù)的動力蓄電池包評估系統(tǒng)。北京普萊德與北汽等合作執(zhí)行了儲能電站項目、集裝箱式儲能項目等，累計梯次利用量約75MWh。
比亞迪、國軒高科等公司利用退役動力蓄電池，生產(chǎn)用于備電領域的梯次利用電池產(chǎn)品。無錫格林美與順豐公司探索將梯次利用電池用于城市物流車輛，中天鴻鋰等通過“以租代售”模式推動梯次利用電池在環(huán)衛(wèi)、觀光等車輛應用。
值得一提的是，通常動力蓄電池容量衰減至80%以下時，便不能完全滿足汽車動力需求，但可梯次利用于其他領域。不過由于當前動力蓄電池退役量較少，梯次利用大部分處于試驗示范階段，集中在備電、儲能等領域。
另外，從生態(tài)設計、生產(chǎn)控制到信息共享，梯次利用領域仍存在不少問題，例如綠色選材、標準化及通用性設計、易拆解結構設計以及易梯次利用設計等方面尚有不足；動力蓄電池產(chǎn)品一致性上仍存在差異；產(chǎn)業(yè)鏈上下游公司在通信協(xié)議、歷史數(shù)據(jù)等關鍵資源分享方面還沒有形成機制；梯次利用技術仍存在技術瓶頸。
與梯次利用尚處于探索階段不同，廢舊電池再生利用行業(yè)現(xiàn)在也已形成一定規(guī)模。具體來看，拆解方面，湖北格林美、湖南邦普等開發(fā)了自動化拆解成套工藝，北京賽德美開發(fā)了電解液和隔膜拆解回收工藝。再生利用以濕法冶金及物理修復法為主。
濕法冶金方面，湖南邦普開發(fā)了“定向循環(huán)和逆向產(chǎn)品定位”工藝，湖北格林美開發(fā)了“液相合成和高溫合成”工藝。物理修復方面，賽德美對電池單體自動化拆解、粉碎及分選，再通過材料修復工藝得到正負極材料。
不過，上述行業(yè)依然存在鋰金屬回收率不高、多種電池回收處理兼容性不強等問題。截至目前，再生利用相關國家及行業(yè)標準仍在加快制定。
整體上，正如我國鐵塔一位地方分公司負責人所言，“在實際運作中，動力鋰離子電池回收的商業(yè)模式也并不成熟。當前動力鋰離子電池回收利用處于初級階段”。
德/日/美的電池回收利用計劃
動力鋰離子電池回收方面，德國大眾汽車的相關相關經(jīng)驗或值得借鑒。包括日本、美國等也已經(jīng)著手搭建自身的動力鋰離子電池回收系統(tǒng)。
大眾最近公布要進軍動力鋰離子電池材料的回收，短時間目標是在2020年實現(xiàn)每年完成1200噸電池材料的回收。
該計劃將從Braunschweig附近的Salzgitter廠開始，大眾汽車宣布正在建造一個試驗產(chǎn)線來回收現(xiàn)有動力鋰離子電池組件。它將通過限制電子廢物和原始材料開采來減少其碳排放，同時為未來幾年公司計劃的1500萬輛電動汽車供應所需的電池材料。
“十年來，我們一直在研究如何恢復原材料。其中最重要的是鈷、鋰、錳和鎳，“大眾汽車技術規(guī)劃主管ThomasTiedje說，其已經(jīng)擁有體系化的可持續(xù)電池技術積累，并正在進一步發(fā)展。
據(jù)了解，大眾即將推出基于MEB平臺打造的“I.D.”車型系列中的第一批電池將于今年晚些時候發(fā)貨，其回收能力已準備好在2020年完成，最初的目標是每年回收1200噸材料，這相當于3000組電池系統(tǒng)。大眾預計，全新電動汽車型的電池將會被全部回收再利用。
“因為未來車用電池的規(guī)模會非常巨大，所以我們更愿意自己回收并建立自身的回收能力和體系，”Tiedje說。大眾在動力鋰離子電池回收的長期目標是回收97％的原材料，超過大眾汽車今天的53％。而Salzgitter的新廠將這一比例將會從現(xiàn)在的53％提高到72％。
在回收路徑上，返回大眾汽車的EV電池將被評估為兩種途徑之一。第一種是“第二次生命”選項，其可以包括在充電站和儲能領域。在大型活動中作為備用電源使用，也可以應用在快速充電戰(zhàn)部署中為長途旅行的電動汽車供應電力支持。
假如不能選擇第二次使用壽命，那么將會進入第二種途徑，EV電池將在Salzgitter回收。
“在這個過程中，個別電池部件將首先被切碎，然后材料將燥和篩分，再提取'黑色粉末'，這包含有價值的鈷，鋰，錳和鎳原料，將被單獨分離，之后再次可用于生產(chǎn)新電池?！?/p>
大眾汽車表示，在整個集團內，到2025年，其車輛每年將要約150GWh的電池容量，這相當于約500億歐元的采購成本。通過選擇循環(huán)經(jīng)濟選項，該公司表示它將節(jié)省昂貴的廢物處理以及購買原材料的成本，因此Salzgitter廠從一開始就有為大眾降低成本的考量。
同時，該項目還有助于使大眾汽車免受市場和地緣政治因素的影響，例如支持電動汽車轉型所需的全球鋰需求上升或生產(chǎn)國確定的鈷礦開采減少。
事實上，和大眾的思路相同，基于成本、供給、環(huán)保等多個因素的考量，國際和國內主流車企都在明確提出涉足動力鋰離子電池及材料的回收。包括豐田、戴姆勒、寶馬、日產(chǎn)等車企都在過去幾年在該領域有實際動作，重要方式通過與電池公司、材料公司的合作來共同布局。
同時，包括美國、日本、澳大利亞等多個國家也從政策層面來做頂層設計與規(guī)劃：
在日本，去年九月，日本汽車制造商協(xié)會和日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省組織日本多家車企共同發(fā)起一個動力鋰離子電池回收項目，目的是建立一個高效和可持續(xù)電池回收系統(tǒng)，成本由各方承擔。一家名為日本汽車循環(huán)利用協(xié)作的組織將負責運營該由多家汽車制造商資助的合資公司。
美國，目前，鋰離子電池的收集和回收率低于5％。近日美國能源部(DOE)推出了第一個鋰離子電池回收中心，稱為ReCell中心。DOE的目標是，通過電池材料的回收再利用，將電池成本降低至每千瓦時80美元(約480元人民幣)，并從收集的電池中回收90%的關鍵材料。
ReCell中心的合作者將專注于四個關鍵研究領域，以實現(xiàn)有利可圖的鋰離子電池回收，以供行業(yè)采用：
一是直接的正極回收，重點將開發(fā)回收過程，出現(xiàn)直接回到新電池的產(chǎn)品，而無需昂貴的再加工；二是回收其他材料，重點將是創(chuàng)造能夠經(jīng)濟有效地回收其他電池材料的技術，從而供應額外的收入來源。
三是回收設計，將開發(fā)新的電池設計，優(yōu)化使未來的電池更容易回收；四是將開發(fā)和利用建模和分析工具，以幫助指導研發(fā)的有效途徑并驗證中心內的工作。
