動(dòng)力蓄電池回收利用研究進(jìn)展

張偉 曾祥兵 朱紅 姚朝華 陳賓

奇瑞新能源汽車技術(shù)有限公司 安徽省蕪湖市 241002

隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，動(dòng)力蓄電池的回收利用問題也越來越凸顯[1]。市場(chǎng)普遍預(yù)計(jì)，2018年將迎來第一個(gè)動(dòng)力電池報(bào)廢高峰。2018年~2020年，全國(guó)累計(jì)報(bào)廢的動(dòng)力電池體量將達(dá)到12萬~20萬噸。有更激進(jìn)的觀點(diǎn)認(rèn)為，到2020年，報(bào)廢量將達(dá)到28萬~30萬噸[2]。大量退役的動(dòng)力蓄電池如果不加以合理處理，將產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境、資源和安全問題。

2018年，工業(yè)和信息化部等七部委相繼聯(lián)合發(fā)布了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》、《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》，明確指出對(duì)動(dòng)力蓄電池回收利用實(shí)施全生命周期溯源管理，并將于2018年8月1日正式執(zhí)行。雖然從2012年開始，國(guó)家?guī)缀趺磕甓汲雠_(tái)相應(yīng)的政策推動(dòng)廢舊電池的回收與利用，但是我國(guó)的回收利用發(fā)展仍處在初級(jí)階段，仍舊有很多亟待解決的問題。

1 動(dòng)力蓄電池回收現(xiàn)狀

動(dòng)力蓄電池溯源及回收利用的目的主要為實(shí)現(xiàn)動(dòng)力蓄電池全生命周期的管理（如圖1所示）及廢舊動(dòng)力蓄電池的無害化、綠色化、資源利用最大化處理，達(dá)到動(dòng)力蓄電池來源可追、去向可查、過程可控、責(zé)任可究，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)力蓄電池的合理化利用。

目前動(dòng)力蓄電池回收處理的途徑主要有兩種：動(dòng)力蓄電池梯次利用與動(dòng)力蓄電池再生利用。動(dòng)力蓄電池回收利用的直接主體是梯次利用企業(yè)與再生利用企業(yè)，但是做好動(dòng)力蓄電池的回收再利用需要?jiǎng)恿π铍姵厣舷掠萎a(chǎn)業(yè)的全面參與，包括電池生產(chǎn)企業(yè)、整車生產(chǎn)企業(yè)、銷售、維修網(wǎng)點(diǎn)、原材料生產(chǎn)企業(yè)等。目前國(guó)內(nèi)主要的回收利用企業(yè)有贛州豪鵬、湖北格林美、湖南邦普、廣州光華和衢州華友，也是首批獲得國(guó)家認(rèn)可資質(zhì)的動(dòng)力電池綜合利用企業(yè)，五家企業(yè)各自掌握動(dòng)力電池梯次利用、回收、拆解和再制造等業(yè)務(wù)的核心技術(shù)。目前各新能源車企及電池生產(chǎn)企業(yè)均在積極的與國(guó)家認(rèn)可的專業(yè)回收企業(yè)進(jìn)行多方位的合作，或積極整合相關(guān)資源組建動(dòng)力電池回收利用公司。

1.1 梯次利用

為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)力蓄電池價(jià)值最大化，充分發(fā)揮電池的容量?jī)r(jià)值，在保證安全的前提下，可將乘用車退役的電池優(yōu)先進(jìn)行多層次多用途的梯次利用，比如儲(chǔ)能裝置、物流車、電動(dòng)叉車等專用車領(lǐng)域。經(jīng)過梯次利用使用后達(dá)到二次報(bào)廢程度的電池，將進(jìn)入到再生利用環(huán)節(jié)。

1.2 再生利用

為了更好的整合動(dòng)力蓄電池產(chǎn)業(yè)資源，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力蓄電池價(jià)值最大化，可聯(lián)合動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)、整車生產(chǎn)企業(yè)、梯次利用企業(yè)、再生利用企業(yè)及原材料生產(chǎn)企業(yè)等動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)單位共同打造動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力蓄電池原材料的重復(fù)再利用，減少對(duì)Co、Ni等礦產(chǎn)資源的依賴，降低動(dòng)力蓄電池的綜合成本，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力蓄電池行業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。

圖1 動(dòng)力蓄電池全生命周期閉環(huán)圖

動(dòng)力蓄電池的再生過程一般經(jīng)過5個(gè)過程，即放電、拆解、粉碎、分選等預(yù)處理流程，然后分離出電池內(nèi)的金屬外殼、正負(fù)極材料等，再將電極材料經(jīng)過特定的回收工藝處理，最終篩選得到有價(jià)值的金屬材料（Co、Ni等）[3]。產(chǎn)業(yè)化的回收過程一般分為由物理回收和化學(xué)回收，化學(xué)回收又分為濕法回收和火法回收。

賈曉峰等[4]介紹了上述三種產(chǎn)業(yè)化的回收工藝流程，并對(duì)每種工藝的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析計(jì)算，得到如表格1所示的三元電池和磷酸鐵鋰電池盈虧表。如表1 所示，每回收1噸磷酸鐵鋰電池，用物理回收法虧損661元，濕法回收法虧損1695元，火法回收法虧損-1496元，因此，對(duì)于磷酸鐵鋰電池更適宜用物理回收。對(duì)于三元材料電池，雖然用物理回收收益最高，但是隨著Co、Ni礦產(chǎn)資源的缺少，正極材料成本越來越高，最常用的濕法回收還是擁有更好的市場(chǎng)前景。

2 回收利用困難

2.1 市場(chǎng)混亂

雖然國(guó)家出具了相應(yīng)法規(guī)，回收利用企業(yè)必須擁有相應(yīng)的資質(zhì)，但是目前擁有資質(zhì)的企業(yè)僅僅有5家。其他無資質(zhì)的企業(yè)或者個(gè)人，由于技術(shù)與資金方面的限制，不僅技術(shù)落后，且不顧環(huán)境污染，將回收利用的廢舊電池，任意排放與丟棄，造成很大的安全隱患。甚至有些企業(yè)直接將回收的動(dòng)力蓄電池人工拆解，應(yīng)用于老年代步車、充電寶等，拆解過程不規(guī)范、電池去向不可追溯，安全無法保障。

2.2 管理體系不健全

在電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池回收中，前期汽車生產(chǎn)企業(yè)為責(zé)任主體，后期責(zé)任主體為梯次利用企業(yè)與回收利用企業(yè)。汽車生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)電池編碼與整車VIN碼的匹配，企業(yè)溯源系統(tǒng)的建立，信息記錄及上傳，回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的建立，負(fù)責(zé)收集廢舊動(dòng)力蓄電池，記錄上傳廢舊動(dòng)力蓄電池的信息、集中貯存并移交至與其協(xié)議合作的有資質(zhì)的梯次利用企業(yè)與回收利用企業(yè)。

但是，在實(shí)際回收業(yè)務(wù)中，如何規(guī)范移交廢舊蓄電池，如何建立回收渠道，如何建立回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)及上傳制度，并公開網(wǎng)點(diǎn)信息，如何建立回收利用的管理程序文件，如何建立以新能源為主體的動(dòng)力電池生產(chǎn)、銷售、維修、回收、再利用的全生命周期生態(tài)圈等工作，都還處于摸索階段，體系都不夠健全和完善，都存在各種困難。因此，做好動(dòng)力電池回收，必須建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)管理體系。

2.3 無規(guī)模化效應(yīng)

在2015年之前，新能源電動(dòng)車銷量非常有限，目前可回收利用的動(dòng)力蓄電池也有限，導(dǎo)致企業(yè)難以形成規(guī)?；?yīng)。而且市面上各動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)不同、材料體系不同，使得電池回收企業(yè)無法形成標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的生產(chǎn)線，加大了回收的難度，回收成本上漲。

2.4 成本太高

處理動(dòng)力電池往往要比處理其他電池花費(fèi)更高的成本。從動(dòng)力電池的全生命周期看，主要包括運(yùn)輸成本、測(cè)試成本、拆解成本、環(huán)保成本、包裝成本、倉(cāng)儲(chǔ)成本、售后成本。巨大的處理成本要比采購(gòu)新電池的成本還要高，往往使企業(yè)喪失回收的熱情和積極性。

3 回收利用建議

我國(guó)動(dòng)力電池回收利用產(chǎn)業(yè)尚未真正成型，回收利用發(fā)展緩慢。根據(jù)我國(guó)動(dòng)力蓄電池的回收利用現(xiàn)狀，可以從以下幾個(gè)方面考慮：（1）押金和獎(jiǎng)勵(lì)并行制度：政府出臺(tái)相應(yīng)政策進(jìn)行引導(dǎo)，培育消費(fèi)者動(dòng)力電池回收的意識(shí)，并提高企業(yè)和消費(fèi)者的積極性。（2）回收網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)：首先組織建設(shè)更加完備的溯源體系，然后政府層面組織建設(shè)網(wǎng)點(diǎn)，畢竟回收企業(yè)是無力承擔(dān)全國(guó)回收網(wǎng)點(diǎn)的建設(shè)。（3）無害化處理成本轉(zhuǎn)移：在培育消費(fèi)者動(dòng)力蓄電池回收意識(shí)的同時(shí)，提出征收附加環(huán)境費(fèi)的方式，將回收成本轉(zhuǎn)移給消費(fèi)者；（4）生產(chǎn)商面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)：電池生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，考慮回收利用便捷、環(huán)保性。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，動(dòng)力蓄電池的回收利用必將是近幾年重點(diǎn)關(guān)注的問題。但是，現(xiàn)階段我國(guó)回收利用管理體系還不夠健全，技術(shù)不夠成熟，溯源網(wǎng)絡(luò)不夠完善，巨大的回收成本使得很多企業(yè)望而卻步。因此，需要政府的大力扶持與引導(dǎo)，堅(jiān)持動(dòng)力蓄電池全生命周期理念，押金與獎(jiǎng)勵(lì)并行，調(diào)動(dòng)整個(gè)動(dòng)力電池生態(tài)圈積極性，讓各企業(yè)在動(dòng)力蓄電池回收利用各環(huán)節(jié)履行各自相應(yīng)責(zé)任，共同協(xié)作，保障動(dòng)力蓄電池的有效利用和環(huán)保處置。

表1 不同回收技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比