鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:925次 | 2021年11月26日
動(dòng)力鋰離子電池回收的現(xiàn)狀與難點(diǎn)淺析
從2018年開始,我國首批進(jìn)入市場的新能源汽車鋰動(dòng)力鋰離子電池將面對報(bào)廢回收的問題。據(jù)預(yù)測,2018年,我國動(dòng)力鋰離子電池廢舊回收市場將初具規(guī)模,累計(jì)廢舊動(dòng)力鋰離子電池超過12GWH、報(bào)廢量超過17萬噸,從中回收鈷、鎳、錳、鋰、鐵和鋁等金屬所創(chuàng)造的回收市場規(guī)模將超過53億元。到2020年,我國車用鋰離子電池累計(jì)報(bào)廢量將會(huì)達(dá)到20萬噸。隨著新能源汽車的發(fā)展和時(shí)間的推移,動(dòng)力鋰離子電池回收的壓力會(huì)越來越大。而實(shí)際上,2015年報(bào)廢動(dòng)力鋰離子電池累計(jì)為2~4萬噸,對應(yīng)的電池回收率僅為2%,即0.04~0.08萬噸。以現(xiàn)有的回收能力,想要擔(dān)起未來20萬噸的“重?fù)?dān)”,無疑是杯水車薪。
政策:緊鑼密鼓,相繼出臺
2016年,國家工信部和發(fā)改委聯(lián)合公布了《電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池回收利用技術(shù)政策》,政策明確了責(zé)任主體,即誰污染誰治理。這也就意味著動(dòng)力生產(chǎn)公司和汽車制造商在動(dòng)力鋰離子電池回收的問題上有著不可推卸的責(zé)任。
2017年一月,國務(wù)院辦公廳公布《生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度推行方法》,確定對電器電子、汽車、鉛酸蓄電池和包裝物等4類產(chǎn)品執(zhí)行生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度,逐步建立全國統(tǒng)一的汽車全生命周期信息管理體系,加強(qiáng)報(bào)廢汽車產(chǎn)品回收利用管理。
2017年二月初,工信部、商務(wù)部、科技部聯(lián)合印發(fā)《有關(guān)加快推進(jìn)再生資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,及“開展新能源汽車動(dòng)力鋰離子電池回收利用試點(diǎn),建立完善廢舊動(dòng)力鋰離子電池資源化利用標(biāo)準(zhǔn)體系,推進(jìn)廢舊動(dòng)力鋰離子電池梯級利用”。
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%
現(xiàn)狀:迫在眉睫,壓力重重
工信部數(shù)據(jù)顯示,2009-2016年上半年累計(jì)生產(chǎn)新能源汽車67.4萬輛。不遠(yuǎn)的將來,這批新能源汽車的車用動(dòng)力鋰離子電池將面對著“回收”窘態(tài)。
縱觀我國鋰離子電池回收現(xiàn)狀,市場上動(dòng)力鋰離子電池的回收主體重要有回收小作坊、專業(yè)回收公司,缺乏以動(dòng)力鋰離子電池生產(chǎn)公司或電動(dòng)汽車公司為主體的回收體系。同時(shí),國產(chǎn)動(dòng)力鋰離子電池型號眾多、電池包結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一,組裝工藝和技術(shù)千差萬別,拆包過程對生產(chǎn)線的整體技術(shù)要求非常高。而市場上的回收公司規(guī)模大小不一,工藝設(shè)備落后,也無法防止少數(shù)不具有回收資格的公司非法從事廢舊動(dòng)力鋰離子電池回收。但假如交由依法注冊納稅的正規(guī)公司,取得資質(zhì)并按照國家標(biāo)準(zhǔn)排放,勢必會(huì)在回收價(jià)格上缺乏競爭力,盡管梯次利用在理論上是一種非常好的方法,但對目前的鋰離子電池來說卻很難實(shí)行。
如今,政策的出臺以及新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,一方面對公司提出了強(qiáng)制措施,另一方面也給電池回收市場描繪出了“未來無限好”藍(lán)圖。出于多方考慮,一些公司紛紛開始布局。這其中不乏傳統(tǒng)回收公司、冶煉公司、材料公司、電池公司和新能源汽車公司等。然而回收行業(yè)有它的行業(yè)特性,僅憑借一腔熱血、缺乏技術(shù)沉淀,很難做得長遠(yuǎn)。
難處:荊棘滿路,十面楚歌
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
盡管多方呼吁“回收”,然而實(shí)際走訪中,筆者發(fā)現(xiàn)很多一線城市的廢品回收站都不收購動(dòng)力鋰離子電池。一些收廢品的小販表示:“鉛酸電池我們會(huì)弄,直接拆開,里面的鉛極板就能賣錢。鋰離子電池,我們不了解怎么處理,不收?!?/p>
市場是敏銳的,廢品站不收動(dòng)力鋰離子電池,證明回收這種電池“不賺錢”。像傳統(tǒng)的塑料、紙張、金屬回收,從生產(chǎn)到回收到再利用,早就形成閉環(huán)。公司不要去找,便會(huì)“自動(dòng)送上門”。動(dòng)力鋰離子電池回收顯然還達(dá)不到傳統(tǒng)材料回收的閉合程度。從利潤角度,以回收處理1噸廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰離子電池的成本為8540元為例,再生材料的收益僅為8110元,實(shí)際虧損430元。
令“回收”陷入如此“尷尬”境況的原因,重要有以下幾方面。
首先是理論方面。動(dòng)力鋰離子電池是新能源汽車的關(guān)鍵核心零部件,其回收處理的技術(shù)復(fù)雜程度比小型電池要高很多,涉及的專業(yè)技術(shù)學(xué)科也比較廣范,包括化學(xué)、材料工程、電化學(xué)、機(jī)械、車輛等學(xué)科,過去回收公司只要對電池行業(yè)有所了解,現(xiàn)在還要了解汽車行業(yè)??蛻舻男枨蟾淖兞?,原來公司沉淀的基礎(chǔ)理論的東西也要提升。
二是動(dòng)力鋰離子電池本身。回收公司收到的電池包括各種形態(tài)、尺寸、規(guī)格、封裝形式、設(shè)計(jì)工藝和串并聯(lián)成組形式,以及多樣化服役時(shí)間、應(yīng)用車型和使用工況等諸多因素,使得拆解時(shí)涉及到多種封裝夾具,公司很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模批量化拆解,也給“梯次利用”帶來很大困難。同時(shí)動(dòng)力鋰離子電池拆解還會(huì)涉及到重金屬、有機(jī)電解液等,這又會(huì)涉及環(huán)保方面問題,對動(dòng)力鋰離子電池回收再利用而言,每個(gè)環(huán)節(jié)都至關(guān)重要。電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)完全不同使得無法采用同一套拆解流水線適合所有的電池包和模組,導(dǎo)致電池拆解時(shí)極為不便。國內(nèi)大多依靠人工拆解,工人的技能水平直接影響著電池回收過程效率。同時(shí)由于電池包本身具有高能量,可能會(huì)出現(xiàn)短路、漏液等情況,進(jìn)而造成起火或爆炸,導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
三是梯次利用方面。退役的動(dòng)力鋰離子電池,仍保持70%-80%的初始能量,假如直接拆解回收,會(huì)造成浪費(fèi)。因此,目前理想的狀況是先將退役電池進(jìn)行梯次利用,比如制成供家庭、移動(dòng)電源、后備電源、應(yīng)急電源等儲(chǔ)能設(shè)備。淘汰后再進(jìn)行資源化回收利用。但實(shí)際操作中,要求電池成組后的外形、安裝、動(dòng)力接口、信號接口以及各種協(xié)議、電壓等級等都必須統(tǒng)一起來。由于退役電池一致性差,品質(zhì)不高,缺乏安全性和穩(wěn)定性,在技術(shù)成熟前,尚不適宜梯次利用。
四是技術(shù)方面。從廢舊鋰離子電池中直接回收正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜等高附加值的中間品商業(yè)化難度很大。而且在拆解過程中,不同類型電池制造和設(shè)計(jì)工藝的復(fù)雜性、串并聯(lián)成組形式、服役和使用時(shí)間、應(yīng)用車型和使用工況的多樣性都會(huì)影響拆解復(fù)雜程度和安全性等。原來的傳統(tǒng)濕法冶煉和手工拆解技術(shù)解決不了動(dòng)力鋰離子電池復(fù)雜的結(jié)構(gòu)所帶來的環(huán)保問題和安全問題,此外還有材料的定向合成問題。
五是商業(yè)模式的構(gòu)建。動(dòng)力鋰離子電池回收體系比較復(fù)雜,涉及的汽車廠、電池廠等相關(guān)方比較多,且不同汽車廠家的動(dòng)力鋰離子電池結(jié)構(gòu)差異較大,材料體系和應(yīng)用載體也不同,其生命周期截止模式也不相同,加之鈷鎳鋰等戰(zhàn)略資源的國際化杠桿用途,使得動(dòng)力鋰離子電池回收難以“如法炮制”其他回收模式。想要建立一個(gè)完善的回收體系,急需汽車公司、動(dòng)力鋰離子電池公司、回收公司,以及政府部門的相互協(xié)作。
未來:提升技術(shù),心存希望
動(dòng)力鋰電回收行業(yè)還要相關(guān)政策加緊出臺,從國家層面制定動(dòng)力鋰離子電池回收獎(jiǎng)懲措施。盡管在環(huán)保這個(gè)基本國策的前提下,沒有哪個(gè)公司敢觸高壓線,哪怕只是應(yīng)付監(jiān)管將廢舊電池在倉庫堆放起來,也能防止在無監(jiān)管狀態(tài)下的大規(guī)模二次污染。但在現(xiàn)階段,針對政策的不同執(zhí)行情況,還需通過財(cái)稅等多樣性的獎(jiǎng)懲措施來推動(dòng)動(dòng)力鋰電回收工作的開展。
此外,著力動(dòng)力鋰離子電池的回收再利用工作,要進(jìn)一步完善動(dòng)力鋰離子電池的標(biāo)準(zhǔn)化,并加大落實(shí)力度,還需完整記錄動(dòng)力鋰離子電池在服役期間的運(yùn)行數(shù)據(jù)。梯次利用的廠家可以根據(jù)這些數(shù)據(jù),建立電池模組的壽命模型。
只有不停鉆研技術(shù),提高金屬冶煉效率及降低成本,才有可能建立新的商業(yè)運(yùn)營模式,為動(dòng)力鋰離子電池回收行業(yè)創(chuàng)造利潤。有關(guān)動(dòng)力鋰離子電池的梯次利用衍生產(chǎn)品,客戶在知情的情況下,會(huì)對產(chǎn)品的性能、壽命、可靠性、安全性等心存疑慮,產(chǎn)品的推廣會(huì)存在一定的阻礙。在產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用方面,要充分考慮客戶的現(xiàn)狀和訴求,多種商業(yè)運(yùn)作方式相結(jié)合,在充分幫助客戶獲利的基礎(chǔ)上,獲得自己的利益。可充分借鑒其他行業(yè)的一些成功相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn),如分期付款、分時(shí)租賃、盈利后結(jié)算、托管運(yùn)營、甚至免費(fèi)供貨等后續(xù)增值服務(wù),探索梯次利用方面的有效商業(yè)模式。
目前國內(nèi)汽車動(dòng)力鋰離子電池回收產(chǎn)業(yè)的運(yùn)營模式總體還處于摸索階段,要產(chǎn)業(yè)上下游一起成立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,建立健康的產(chǎn)業(yè)鏈,尋找可行的盈利點(diǎn)。未來隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)的逐步健全,回收渠道和回收成本則將成為該產(chǎn)業(yè)競爭的核心。