動力電池回收及梯次利用研究現(xiàn)狀

漸彬彬

國家鋰電池產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（山東） 山東棗莊 277800

為了節(jié)省能源，保護(hù)環(huán)境，清潔能源汽車逐漸代替了傳統(tǒng)燃油汽車，電動汽車具備低噪音、零燃油等優(yōu)勢，由此解決環(huán)境以及能源問題，這促進(jìn)了電動汽車在全世界范圍內(nèi)推廣。在汽車運行次數(shù)積累較多后，會嚴(yán)重影響動力電池性能，當(dāng)其性能下降至80%時，不能夠滿足電動汽車運行要求。在電動汽車增加后，不能使用的動力電池組建也將隨之增加，這使得新能源汽車行業(yè)面臨著處理這些動力電池，并實現(xiàn)資源與環(huán)境和諧發(fā)展的問題。能否直接回收動力電池成為新能源汽車行業(yè)在國家節(jié)能減排以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要內(nèi)容，從而應(yīng)構(gòu)建動力電池回收以及二次利用的相關(guān)管理制度，制定合理循環(huán)利用體系，確保新能源汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 動力電池回收現(xiàn)狀

1.1 國外動力電池回收現(xiàn)狀

日本的礦業(yè)金屬公司以及湯淺公司（蓄電池制造公司）計劃在退役的動力電池中回收鋰資源。電池內(nèi)具有可利用的金屬，本田汽車公司具有有效提取金屬的方法，和金屬生產(chǎn)廠商加強(qiáng)合作，將電池中包含的稀土提取出來，實現(xiàn)資源的可回收利用。豐田汽車公司也會將電池金屬提取出來作為電池原料，并回收利用其他金屬。另外，三菱汽車公司等回收電池在公司內(nèi)部進(jìn)行試驗。在歐洲國家，回收電池企業(yè)回收鋰電池技術(shù)比較先進(jìn)，優(yōu)美科公司通過超高溫處理電池技術(shù)來處理廢舊鋰電池。其霍博肯工廠一年處理電池的規(guī)模能夠達(dá)到7000噸[1]。該公司加強(qiáng)與豐田汽車公司的合作，對豐田汽車兩款鋰離子電池進(jìn)行收集。目前德國環(huán)境部在動力電池回收和二次利用項目上給予了研究機(jī)構(gòu)一定支持，由此對回收電池材料方法、網(wǎng)絡(luò)體系以及拆解電池流程等內(nèi)容進(jìn)行研究。

1.2 國內(nèi)電池回收現(xiàn)狀

我國有的行業(yè)主管部門比較注重動力電池二次利用與回收工作的開展，在規(guī)劃能源汽車產(chǎn)業(yè)以及節(jié)能方面做出規(guī)劃，以此促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈以及節(jié)能發(fā)展，使回收利用廢電池、充電設(shè)施、開發(fā)利用資源能夠共同發(fā)展。其保障措施重有管理動力電池回收利用的辦法，明確企業(yè)中回收動力電池以及其再生的準(zhǔn)入條件，確定電池回收后的管理要求，制定提升電池再生技術(shù)方面的政策。因為我國還沒有出現(xiàn)動力電池大規(guī)模報廢的狀況，從而在動力電池方面還未建立回收利用體系。在回收處理技術(shù)方面，回收利用動力電池及電子產(chǎn)品都是回收鎘鎳、氫鎳、鋰電池等，提取鎳、稀土以及鈷等具有價值的金屬元素，我國現(xiàn)階段具備一些有效的回收處理技術(shù)[2]。并且回收鋰電池企業(yè)較多，并不斷擴(kuò)大回收服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，具備相應(yīng)的回收以及利用動力電池基礎(chǔ)，在未來的發(fā)展中回收網(wǎng)絡(luò)將不斷完善，適合回收大規(guī)模的電池資源工作。此外，我國有著比較成熟的廢舊電池處理工藝。首先拆解動力電池，因為電池材料會污染環(huán)境，不應(yīng)只是簡單的進(jìn)行破碎處理，結(jié)合回收目的選擇相應(yīng)的回收處理技術(shù)。在破碎和加熱電池過程可能會出現(xiàn)放電以及短路等問題，加上電池物質(zhì)將會分解反應(yīng)，嚴(yán)重時會產(chǎn)生毒氣，同時存在爆炸危害。面對這樣的問題時，需要進(jìn)行電池放電，才可開展破碎工作，并避免破碎和拆解時直接接觸水與空氣，做好防毒氣與爆炸的措施。

2 動力電池梯次利用現(xiàn)狀

2.1 國外動力電池梯次利用現(xiàn)狀

國外現(xiàn)階段在動力電池梯次利用上也剛剛起步，在儲能上實現(xiàn)二次利用是其主要形式。日本伊藤忠集團(tuán)、美國杜克能源簽署了關(guān)于研發(fā)先進(jìn)能源的合作協(xié)議，開展的主要工作是對回收和二次利用動力電池這一工作進(jìn)行評估及測試。歐美一些國家在梯次利用動力電池方面構(gòu)建了相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，一些資源利用企業(yè)具備相應(yīng)的技術(shù)，能夠批量回收和使用鋰電池，在技術(shù)方面支持動力電池回收工作開展。

2.2 國內(nèi)動力電池梯次利用現(xiàn)狀

我國2020年在電動和混合動力汽車產(chǎn)生的報廢動力電池在12-17萬噸。我國當(dāng)前提出管理回收和二次使用動力電池的辦法，建設(shè)管理梯級使用和回收動力電池的體系[3]?；厥蘸投卫脛恿﹄姵芈?lián)系比較大，甚至可形成電池的多次使用。動力鋰電池能量壽命完全耗盡需要20年，而應(yīng)用在電動汽車上只有3-5年的壽命，如何處理已經(jīng)替換下的、能量沒有完全消耗的動力電池是當(dāng)前需要解決的問題。我國在這一方面制定后續(xù)使用動力電池的標(biāo)準(zhǔn)。我國也對電池未來的發(fā)展作出考慮，主要指的是電池從出廠到報廢的整個生命周期，如果動力電池是因為驅(qū)動能力不足而被淘汰，那么可以實現(xiàn)儲能方面的二次利用。在我國大量回收電池后，則可分梯度來利用，淘汰的動力電池可用來儲能，在儲能方面被淘汰后分解回收，以此充分發(fā)揮電池性能，避免電池大量回收承受較多壓力。

3 結(jié)語

當(dāng)前我國乃至全世界電動汽車全面普及，而電動汽車數(shù)量不斷增長，廢舊電池數(shù)量也會隨之增長，解決動力電池的出路是現(xiàn)階段面臨的主要問題，而構(gòu)建動力電池回收和梯次利用體系成為重要的工作內(nèi)容。我國現(xiàn)階段還沒有出現(xiàn)大量動力電池報廢的情況，可在這一情況下構(gòu)建相關(guān)體系，將政府部門主導(dǎo)作用發(fā)揮出來，完善構(gòu)建回收和梯次利用電池的管理制度，并形成相應(yīng)的科學(xué)體系，以此保障新能源汽車行業(yè)健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。