車用動力鋰電池與環(huán)境保護

劉姝

摘要：隨著未來新能源汽車等市場需求的高速增長以及國家一系列利好政策支撐，車用動力電池的使用量及報廢量也將迅速增加，其后期的回收利用問題將成為一個重大議題。本文經(jīng)過對各國鋰電池回收產(chǎn)業(yè)的分析、解讀，并結(jié)合我國現(xiàn)狀，對未來動力鋰電池回收及環(huán)境保護的發(fā)展方向及趨勢進行了展望。

關(guān)鍵詞：動力鋰電池；鋰離子電池；環(huán)境保護

燃油汽車雖然是21世紀最重要的交通工具，但是其帶來的污染也成為全球性問題，因此積極發(fā)展燃油替代，擴大純電動汽車、混合動力汽車等交通工具的燃油替代規(guī)模已成為歷史必然。2012年國務院頒發(fā)的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020）》中指出，到2020年，我國純電動汽車和插電式混合動力汽車生產(chǎn)能力預計達200萬輛、累計產(chǎn)銷量預計超過500萬輛。因此，近幾年我國的新能源汽車市場出現(xiàn)了超預期發(fā)展和增長，并帶動了產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的高速增長，尤其是動力鋰電池行業(yè)在2017年取得了突飛猛進的發(fā)展。但伴隨新能源汽車的發(fā)展，車用動力電池的報廢量也將與日俱增。預計到2020年，動力電池的年報廢量將會超過12萬噸。但由于車用動力電池的特殊性，其后期的回收利用將成為新能源汽車發(fā)展中不得不考慮的一個重大議題。

一、動力電池潛在環(huán)境危害

動力鋰電池一般是指以磷酸鐵鋰、錳酸鋰等鋰離子化合物為正極，以石墨為負極的一種二次電池（或稱充電電池）。動力鋰電池在電動交通工具、工業(yè)、儲能等多方面均有廣泛的應用，其中新能源汽車，即純電動汽車或插電式混合動力汽車，是動力鋰電池的最大需求市場。除此之外還有智能電網(wǎng)、家庭儲能等其他方面的應用。

動力電池的正負極材料都含有鈷、錳、鎳等重金屬，電解液含氟、砷等有毒元素，其電池溶劑分解后可產(chǎn)生甲醛、甲醇等有毒物質(zhì)。由此可見，使用后的鋰離子動力電池，若不進行回收或處理不當，會產(chǎn)生較為嚴重的環(huán)境污染，甚至發(fā)生人身傷亡。因此，隨著我國動力電池使用量的逐年增加，回收及處理廢舊電池工作已迫在眉睫。

二、發(fā)達國家動力電池與環(huán)境保護經(jīng)驗

（1）美國。美國歷來相當重視環(huán)境管理方面的工作，對于動力電池的回收和再利用方面，政府大力推動建立電池回收利用網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡采取附加環(huán)境費的方式，由消費者購買電池時收取一定數(shù)額的手續(xù)費和電池生產(chǎn)企業(yè)出資一部分回收費，作為產(chǎn)品報廢回收的資金支持，同時廢舊電池回收企業(yè)以協(xié)議價將提純的原材料賣給電池生產(chǎn)企業(yè)，此種模式既能讓電池生產(chǎn)企業(yè)很好的履行相關(guān)責任義務，在一定程度上又保證了廢舊電池回收企業(yè)的利潤，落實了生產(chǎn)者責任延伸制度。

（2）歐盟。目前歐盟采取電池回收基金制度，同時已建立便攜式電池回收網(wǎng)絡。例如歐盟具有代表性的電池回收企業(yè)Umicore（簡稱“優(yōu)美科”）公司。該公司開發(fā)并投產(chǎn)了世界上第一套針對鋰離子電池、鋰聚合物電池和鎳氫電池的金屬回收利用方案。優(yōu)美科于2011年在比利時霍博肯建立了一座新工廠，初始產(chǎn)能為7000噸/年，現(xiàn)有處理能力相當于15萬個混合動力汽車電池。

（3）日本。日本雖沒有針對車用動力電池的專門法規(guī)，但在日本相關(guān)環(huán)保法規(guī)的作用下，日本已經(jīng)初步建立起“蓄電池生產(chǎn)-銷售-回收-再生處理”的電池回收利用體系。如豐田公司于2011年啟動了動力電池回收項目，實現(xiàn)了混合動力車動力電池的多次利用。同時日本民眾自發(fā)成立很多民間組織，參與到廢舊電池產(chǎn)品回收的各個環(huán)節(jié)，這使得日本在回收處賺舊電池領域一直走在世界前列。

三、我國動力電池環(huán)保現(xiàn)狀

目前我國車用動力電池回收利用，由于受規(guī)模的限制，尚未形成回收市場。根據(jù)工信部目前的預計，我國將在2020年左右出現(xiàn)最早一批新能源車的動力電池的更新淘汰。鑒于目前新能源車的銷售形勢，屆時需要處理的廢舊電池可能達到12～120萬噸，動力鋰電池報廢量將達32.2Gwh?；厥赵倮盟鶐淼沫h(huán)保市場規(guī)模預計會達到136億元。到2023年，報廢量可能將達到101Gwh。因此，與規(guī)模龐大的動力鋰電市場所伴生的將是鋰電池回收和下游梯次利用等環(huán)保行業(yè)的發(fā)展機遇，發(fā)展鋰電池回收和梯次利用在避免資源浪費和環(huán)境污染的同時也將產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益和投資機會。

另外一方面，要高度重視動力電池梯次利用和回收再利用。新能源汽車的大部分電池性能衰減到80%左右時就會報廢，因此還有很大的利用價值，尤其是隨著電池制造水平的提高，電池一致性提高，電池的梯次利用非常重要。要開展梯次利用電池企業(yè)需要建立大數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)平臺，和對電池的一些檢測評價的方法。通過這些大數(shù)據(jù)對退役電池他的一些健康狀況進行評價，來確定電池是否進入梯次利用，還是報廢回收。同時從國家層面，我們建議盡快制定動力電池梯次利用、報廢回收的相關(guān)標準，這樣既可以提高廢舊鋰電池的利用率，也可以降低成本和提高一致性，也便于今后梯次利用時拆解和重組。

四、結(jié)語

就目前狀況來看，車用鋰離子動力電池的使用及報廢量將持續(xù)增長。預計在未來五年，早期的新能源汽車將進入淘汰周期，環(huán)境保護的壓力較大。與此同時，與處理廢舊電池相關(guān)的環(huán)境保護市場規(guī)模預計也會達到136億元左右。中國經(jīng)濟現(xiàn)在進入一個新常態(tài)的大趨勢下，鋰電回收行業(yè)整合也會持續(xù)的進行，只有擁有技術(shù)積累、有足夠的資金支撐、理性市場定位和對市場快速反應的產(chǎn)生，才能在未來激烈市場競爭中占得先機、贏得市場。

（作者單位：重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院）

參考文獻

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