退役動力電池回收利用模式探討

童杰+李娟+李健平

摘 要：由于動力電池的大規(guī)模使用，導(dǎo)致退役動力電池在數(shù)量和規(guī)模上急劇增加。對的環(huán)境影響日益嚴(yán)重?；诖耍疚奶岢隽送艘蹌恿﹄姵鼗厥绽媚Ｊ絿L試性的探討，結(jié)合中國實際情況，提出了三點關(guān)于退役動力電池回收利用模式。結(jié)合中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢，研究高效的回收利用退役動力電池技術(shù)具有極大的經(jīng)濟(jì)價值。

關(guān)鍵詞：動力電池

1 背景分析

伴隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染問題與資源短缺問題日益凸顯。研究和開發(fā)新能源以及新的儲能設(shè)備成為中國經(jīng)驗繼續(xù)發(fā)展亟待解決的問題。在我國的“十三五”規(guī)劃中，明確提出推進(jìn)能源革命，加快能源技術(shù)創(chuàng)新，建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。然而，鋰離子電池（LIB）是目前綜合性能最好的電池體系，被廣泛用于手機(jī)、筆記本電腦、電動車、混合動力車、信息技術(shù)和航空航天等領(lǐng)域的動力支持。這將在一定程度上能夠有效的緩解環(huán)境與資源的問題。正是由于鋰離子電池的大規(guī)模使用，廢舊鋰離子電池作為環(huán)境污染的一個重要因素越來越受到人們的關(guān)注。據(jù)資料顯示：一個小小的紐扣電池可以污染60萬升水，相當(dāng)于一個人一生的飲水量。廢棄鋰離子電池的污染物，再通過土壤和水源進(jìn)入人類的食物鏈，將對人的健康狀況造成的極大影響。有數(shù)據(jù)庫顯示，2015年中國鋰離子電池產(chǎn)品產(chǎn)量為559788.36萬只，中國已經(jīng)成為全球最大的鋰離子電池制造和使用大國。同時，中國也產(chǎn)生了大量廢舊鋰離子電池，廢舊鋰離子電池利用價值較低，加上使用分散，絕大部分作生活垃圾處理，其回收存在著成本和管理方面的問題，再生利用也存在一定的技術(shù)問題。因此，開展廢舊電池的回收研究對于我國的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

目前，我國一直沒有建立完善的廢舊鋰離子電池回收體系，居民隨意丟棄現(xiàn)象嚴(yán)重。最新調(diào)查顯示，中國廢舊電池回收率非常低。多數(shù)居民認(rèn)為廢舊電池回收活動“與自己無關(guān)”或“沒時間參加”，這樣導(dǎo)致多數(shù)人將廢舊電池與生活垃圾一起丟棄。廢舊電池回收之所以會出現(xiàn)以上情況可歸于以下幾點：（1）廢舊鋰離子電池回收基本是靠志愿者，這樣難以大規(guī)模的回收利用；（2）由于受資金和處理技術(shù)等因素的限制，沒有形成規(guī)模優(yōu)勢；（3）居民對廢舊電池的危害不夠重視，環(huán)保意識差，多數(shù)人沒有形成自覺上交廢舊電池的意識。

2 我國廢舊鋰離子電池回收模式的選擇

基于退役鋰離子電池對人類環(huán)境的影響，廢舊鋰離子電池的回收模式必須要立足于中國的實際。首先，應(yīng)該引進(jìn)國外先進(jìn)電池回收技術(shù)，提供廢舊電池再利用的效率；第二，應(yīng)該從鋰離子電池生產(chǎn)就開始考慮回收再利用，鼓勵企業(yè)加大研發(fā)大容量，利用次數(shù)多的鋰離子電池技術(shù)的研發(fā)；最后，政府從政策上引導(dǎo)民眾對電池進(jìn)行分類處理；同時，也讓企業(yè)參與回收再利用的環(huán)節(jié)中來。

2.1 引進(jìn)國外先進(jìn)回收再利用技術(shù)

在中國，對動力電池研究主要集中在提高其安全性能及使用壽命等方面，而回收利用環(huán)節(jié)相關(guān)技術(shù)研發(fā)卻嚴(yán)重脫節(jié)。在這里，先介紹國外在新能源汽車動力電池回收技術(shù)領(lǐng)先的兩家公司：第一；Umicore開發(fā)了獨特的Val′Eas工藝，通過特制的熔爐用高溫冶金法回收鋰離子電池制得Co（OH）2/CoCl2，石墨和有機(jī)溶劑則作為燃料放出能量。該工藝的特點是不進(jìn)行電池解體破碎，避免了解體破碎困難、安全風(fēng)險高的問題；回收得到的鈷等化合物純度高，可直接返回電池材料生產(chǎn)，實現(xiàn)金屬的循環(huán)利用；高溫熔煉既綜合回收了鈷、鎳、錳、銅等有價金屬，又利用了其中塑料與石墨碳、鋁箔等，并產(chǎn)出清潔無害的爐渣，過程簡單。位于比利時安特衛(wèi)普的霍博肯工廠目前能夠每年處理7000噸左右的廢舊二次電池；第二，在鋰離子回收方面，Eco-Bat工藝是OnTo公司的首創(chuàng)。該工無需高溫且所耗能量極低，主要采用CO2超臨界流體恢復(fù)鋰離子電池的容量。將電池放在干燥、適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟鹊沫h(huán)境下，電池中的電解液被液態(tài)的CO2溶解并轉(zhuǎn)移到回收的容器內(nèi)。然后改變溫度和壓力使CO2氣化使得電解液析出。電解液被循環(huán)的超臨界CO2攜帶出來，注入新的電解液后用環(huán)氧樹脂封口，使電池恢復(fù)充放電能力。

這兩家公司都實現(xiàn)了鋰離子電池的回收再利用，這些技術(shù)可以在適當(dāng)?shù)臈l件下引進(jìn)到國內(nèi)。通過消化技術(shù)再創(chuàng)新，提高國內(nèi)鋰離子電池回收再利用技術(shù)水平。

2.2 鼓勵企業(yè)研發(fā)易于回收再利用的鋰離子電池

企業(yè)是生產(chǎn)和利用動力電池的主體，國家是制定法律法規(guī)的主體；國家支持開展退役動力電池回收利用的科學(xué)研究、技術(shù)設(shè)備開發(fā)和示范推廣應(yīng)用，制定推薦回收利用方法、設(shè)備及工藝清單，鼓勵動力電池生產(chǎn)企業(yè)、電池使用企業(yè)、專門回收利用企業(yè)以及高校研究所等聯(lián)合建立技術(shù)研究工作組，促進(jìn)回收利用技術(shù)進(jìn)步。結(jié)合中國實際情況，選擇重點區(qū)域，開展動力電池回收利用技術(shù)及回收模式的示范應(yīng)用，構(gòu)建具有中國特色的退役動力電池回收利用體系。

2.3 政府出臺政策引導(dǎo)民眾和企業(yè)參與退役鋰離子電池回收再利用

第一，政府從多個方面引導(dǎo)民眾形成良好的環(huán)保意識，改掉隨意丟棄退役電池的不好習(xí)慣，使民眾自覺上繳廢舊電池的習(xí)慣成為社會公德；對我們的下一代的教育尤為重要，可以通過開始科普課的形式教育孩子，使他們從小就形成一種環(huán)保意識。

第二，政府可以通過立法的形式強制規(guī)范退役電池的回收；制定退役動力電池回收利用政策及管理辦法，研究動力電池回收利用行業(yè)準(zhǔn)人條件，推動相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，有效保障動力電池得到有效回收利用。

3 小結(jié)與展望

動力電池的回收再利用研究已歷經(jīng)20余年，雖然國內(nèi)有多種方法能有效實現(xiàn)電池回收再利用，但是由于動力電池由于其制造技術(shù)尚不成熟，人們的目光多集中在提高電池性能上。最終導(dǎo)致動力電池廢棄后，對環(huán)境的污染將更為嚴(yán)重，并且目前尚未找到一種成熟的回收方法，對環(huán)保工作造成的壓力日益顯著。造成這種局面的原因是多方面的。一部分原因是缺乏完備的管理體制，在未來幾年，應(yīng)加快建立動力電池回收處理法律體系，鼓勵民間組織建立回收聯(lián)盟，加強對違法經(jīng)營的懲治力度，提高回收利用行業(yè)的準(zhǔn)入條件，逐步規(guī)范我國動力電池回收利用處理市場。

參考文獻(xiàn)

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