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新能源汽车退役动力电池回收现状综述
摘要:新能源汽车迅速普及,大量的动力电池也开始不断退役,在带来环境污染隐忧的同时也存在资源浪费,亟待回收利用环节“补链”。本文从动力电池的产业现状入手,首先分析了国内动力电池回收的宏观政策及产业管理政策现状,其次对退役动力电池的回收利用方法及主要的回收技术难点进行分析。最后基于分析内容针对回收现状提出了四点建议,以期动力电池回收及再生行业得到更好的发展。
关键词:新能源汽车;动力电池;回收
引言
随着能源与环境问题的日渐突出以及“碳达峰”、“碳中和”概念的出现,我国新能源汽车以及储能市场呈现出爆发式增长景象。据工信部数据显示,2022年1-7月,我国新能源汽车产销分别完成327.9万辆和319.4万辆,累计推广数量从2012年底的2万辆攀升至1227万辆,产销量连续7年位居全球第一。然而,新能源汽车快速发展的同时也带来了新的问题:大量退役的动力电池在带来环境污染隐忧的同时也造成了资源浪费,亟待回收利用环节“补链”。据业内数据统计,2020年我国电池累计退役量累计25GW·h(约20万吨),预计到2025年将达到78万吨,如图1所示。
目前新能源汽车应用最广泛的动力电池为磷酸铁锂(LFP)电池和镍钴锰(NCM)三元电池,因其不同的组织结构,回收利用方法也不尽相同。根据行业标准,动力电池容量衰减至80%左右即到退役时限,退役后的动力电池不再适用汽车,但可以在储能、低速电动车等对电池性能要求较低的领域梯次利用。容量低于30%的动力电池则需要进行拆解,回收其中的镍、钴、锰及锂盐等有价值的金属元素进行循环再利用。
本文通过对动力电池回收政策及回收技术的分析,发现目前动力电池回收行业存在的诸多问题,并提出相应建议,以帮助行业更快更好的发展。
1动力电池回收政策
1.1宏观政策
截至目前,已发布动力电池相关宏观政策超37份,从发布时间上看,2007年动力电池的宏观政策就已出现,2014年是宏观政策的爆发期,如图2。发布部门主要包括工业和信息化部、国家发展和改革委、财政部及国务院等,如图3。通过对宏观政策内容的梳理可知已有政策主要对建立动力电池回收体系、动力电池梯次利用、落实生产者责任延伸制度、完善行业规范等内容。具体内容主要针对长三角、珠三角、京津冀等新能源产业集群较发达区域,一方面鼓励相关地区积极创新,带头实施经济效益良好、普遍适用的动力电池回收模式,鼓励车企、动力电池生产企业等应加强主体责任意识,建立配套的回收网络,实行动力电池溯源工作,明确回收责任。另一方面严格规范设定动力电池回收企业的准入资质,遵循国家标准要求的前提下,鼓励各企业制定更为详细的拆卸、储存、拆解、检测和再生利用标准。
1.2产业政策
除了宏观政策外,国家还配套下发了产业管理政策,其中最有影响性的管理政策是《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,该办法中对动力电池回收的范围、原则、工作重点及主要措施等都进行了详细的规定:其中管理范围主要指动力电池从生产到报废全过程中可能产生的废旧动力电池;重点工作主要包括回收网络的建立、溯源管理的实施、标准化及示范点建设。其他产业政策相关内容如表1所示:
2动力电池回收技术
动力电池回收主要是指梯次利用及拆解回收两种。梯次利用是在动力电池的电池容量衰减到标定容量80%以下时,对各模组或单体电池进行重新检测分类,重新成组后将其应用于其他领域,如储能、电动自行车。而拆解回收是指动力电池的电池容量低于标定容量的40%时,从退役的动力电池中拆解出镍、钴、锰及锂盐等有价值的金属元素,可以循环利用到新电池的制造。
2.1梯次利用技术难点
目前动力电池的梯次利用主要集中在储能领域,在满足使用要求的情况下,采购梯次利用动力电池的成本要远远低于新电池,因此在电池成本成为储能市场主要限制的背景下,动力电池梯次利用无疑是一种较好的解决方案,但长期以来,新能源汽车动力电池并没形成统一标准,退役电池梯次利用还处于起步阶段,仍存在诸多需要解决的技术问题,其中最大的技术难点就是如何快速准确判别退役动力电池的剩余利用价值,当前应用较为广泛的判定技术主要应用于单体电池测试,还没有形成对动力电池模组进行整体判别的方法,严重限制了退役动力电池的利用推广,并且随着新能源汽车的日益普及,大规模动力电池的退役潮也将来临,因此开创新的筛选技术提高筛选效率尤为紧迫。其次动力电池品牌多,且相比较于新电池而言,各退役动力电池之间的特性参数差异性尤为明显,重组后梯次利用过程中,如何做好单体电池间的均衡问题,将直接决定退役动力电池继续使用的年限。
2.2拆解回收技术难点
车用动力电池大致可分为磷酸铁锂和三元锂电池两类,随着矿石资源的逐渐枯竭,锂金属等动力电池的主要成分将不再通过采矿方式获得,而采用回收方式。回收方法主要有物理法、化学法、生物法三类,目前企业最常用的是化学法中的湿法冶金,其回收效率高、纯度高、能耗低,且工艺简单,设备要求不高,在大规模回收过程中优势较为明显,但该方法工艺流程长,且电池成分不能完全回收。同时处理过程中,由于需要采用盐酸等腐蚀性溶液,成本及安全性问题较为突出。
3对策及建议
3.1出台相关政策,规范行业标准
建议国家有关部门研究出台《新能源汽车回收资质准入管理办法》和《动力电池梯级利用资质准入管理办法》,将新能源汽车回收和传统汽车回收资质分离,同时进一步提高动力电池拆解成电芯的技术标准、细化监管和退出机制,实现新能源汽车回收行业的有进有出,逐步淘汰技术落后、规模过小、环保不符合要求的企业。同时,明确动力电池梯级利用企业准入时,需要满足的核心技术清单和技术先进性,并从严打击动力电池无技术、随意拼装、非法兜售的现象。
3.2设置示范园区,杜绝非法出售
动力电池属于危险废弃物,其存储和运输成本较高,对动力电池回收行业的经济效益影响大,建议地方政府出面协调建立新能源汽车回收基地,以及动力电池回收处置示范园区,形成电池回收、梯级利用、再生利用的一条龙服务,提高动力电池回收行业经济效益。同时,建议在社会征信体系中,增加新能源汽车车主的动力电池编号信息。在新能源汽车回收时,由新能源汽车回收企业上报管理机构,并定时更新个人征信信息,以此杜绝车主私自拆卸电池并在市场上非法出售的行为。
3.3出台补贴鼓励,激励研发动力
建议在政府的补贴政策中,规定在新能源汽车销售阶段,将其中一部分购车款或一部分国家及地方补贴,转入环保专项资金,在动力电池回收处置后,政府再将补贴全部转移到整车厂,以促进整车厂完善动力电池全生命周期管理的机制和体系。同时,给予动力电池梯级利用的研发补贴,加快开发动力电池余量检测、分选分级等基础性技术,并对国内各厂家行成果共享,降低各厂家动力电池梯级利用的研发投入,降低厂家电池回收的检测和分选成本,提高梯级利用行业经济效益。
3.4完善回收网络,扩大服务数量
新能源汽车企业作为废旧动力蓄电池回收的主要责任方,目前已经建立了一定的回收网络,目前大多数新能源汽车企业依托其签约的4S店和指定的售后服务中心,对废旧动力蓄电池进行回收,占回收网络总数的比例也非常高。有些梯次利用企业和再生利用企业,为了降低废旧动力蓄电池的采购成本,选择建立回收网络,或者和新能源汽车企业合作,共同建立回收网络,提高合作效率,增加市场主动性。而这些网点在工业和信息化部的官网上可以查找到,但是经过小组成员的网站搜索发现,目前的回收网络还不够健全,回收网点较少,甚至是部分地区没有规范的回收企业网点。因此完善新能源汽车企业回收网络势在必行。
4结语
随着新能源汽车产业的持续向好,动力电池的退役量会越来越大,动力电池的回收压力也将日益凸显,如果不及早布局,势必对能源安全、生态环保、新能源汽车等领域造成不可估量的影响。一方面相关部门也该制定更有实效性的政策体系,规范动力电池回收行业健康发展;另一方面加强对动力电池回收技术及工艺的持续研发,提高回收效率。相信随着动力电池回收法规的不断完善,回收体系的不断建立健全,废旧动力电池回收及再生行业将迎来更为光明的前景。
参考文献:
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[9]郭金梅,邢同林.促进动力电池回收与梯次利用[N].中国电力报,2022-03-10(006).
作者简介:朱丽雅(2003-),女,杭州职业技术学院学生。
基金项目:2021年校级教师学生经历工程——《基于社会热点调研的学生综合能力培养——以“双碳”背景下新能源动力电池回收现状调研为例》成果。



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