動力電池催生回收藍海，智能化是關(guān)鍵

文/本刊編輯部 段少敏

2022年上半年，雙碳目標(biāo)的設(shè)定，動力電池退役潮的涌動，動力電池原材料鋰、鎳、鈷價格的大幅度上漲，而我國在電池原材料鋰的提取方面，面臨著開發(fā)難度大，提取難度高的困境。相比之下，廢舊電池中鋰的比例較鎂鋰礦石中的還高。廢舊動力電池經(jīng)回收利用形成全生命周期生態(tài)閉環(huán)，無論是從產(chǎn)業(yè)角度還是生態(tài)角度都是利大于弊的。這既能緩解動力電池原材料的供應(yīng)問題，又能創(chuàng)造良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

政策助力，市場推動

任何一個行業(yè)在發(fā)展初期，政策激勵和標(biāo)準(zhǔn)制定都是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要驅(qū)動力。我國從2009年就對新能源車動力電池的回收做了相關(guān)要求，2019年開始，更是密集出臺多項政策，涉及動力電池的回收網(wǎng)點建設(shè)、綜合利用、梯次利用和回收模式等。有關(guān)動力電池的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)出臺數(shù)量占全球40%以上，已經(jīng)發(fā)布包裝運輸，梯次利用余能檢測、拆卸要求，再生利用拆解規(guī)范、材料回收等相關(guān)法規(guī)，為動力電池的回收利用奠定了基礎(chǔ)。隨著回收利用標(biāo)準(zhǔn)體系法規(guī)框架逐步健全，具體內(nèi)容將逐步完善，具體涵蓋通用要求、管理規(guī)范、碳排放管理、綠色生產(chǎn)、安全要求、梯次利用、再生利用等業(yè)務(wù)板塊。

圖1 2009-2022年我國動力電池回收相關(guān)政策

在政策的推動、標(biāo)準(zhǔn)的助力作用下，動力電池回收體系逐漸成型。但從市場來看，符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》的企業(yè)目前只有41家。從企業(yè)名單不難得知，目前動力電池回收企業(yè)分4類。第一類是第三方動力電池專業(yè)回收機構(gòu)，以格林美、邦普為代表。第二類是整車企業(yè)，以比亞迪為代表。第三類是動力電池廠商，以國軒高科、中航鋰電為代表。第四類是電池材料廠商，以廈門鎢業(yè)為代表。與41家白名單企業(yè)形成強烈對比的，是數(shù)以萬家涉及動力電池回收業(yè)務(wù)的相關(guān)企業(yè)。

在政策及市場的雙重推動下，加上原材料價格的不斷上漲，動力電池回收產(chǎn)業(yè)化必將提速。在雙碳目標(biāo)和制造強國背景下，動力電池回收勢必要走節(jié)能、清潔、高效自動化的路線，才能與目前制造業(yè)整體相向而行。事實也是如此，回收企業(yè)在尋求以合作的形式走深向?qū)?，這對于處在發(fā)展初期的行業(yè)來說是降本增效的選擇。原材料的上漲對動力電池整個供應(yīng)鏈的影響將常態(tài)化，企業(yè)已經(jīng)意識到，建立安全、強韌性的生態(tài)閉環(huán)才是終極方案，尋求合作，才能從根本上解決問題。與此同時，動力電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)目前亟需提升高端制造能力，引導(dǎo)資源集約利用，加強回收循環(huán)。

“蛋糕”大挑戰(zhàn)多

隨著雙碳政策的穩(wěn)步實施，新能源汽車的加速滲透，導(dǎo)致動力電池的需求大幅增加。在剛剛結(jié)束的2022年世界動力電池大會上，一組數(shù)據(jù)讓動力電池再一次站到了風(fēng)口上。截至2022年6月底，我國動力電池裝機量累計達531.9GWh，保持全球領(lǐng)先。

自2018年以來，我國動力電池裝機量連續(xù)4年占據(jù)全球裝機量約五成左右。在2021年全球動力電池裝機量前十強的企業(yè)中，我國企業(yè)市場份額約為48%，寧德時代更是連續(xù)五年占據(jù)全球動力電池裝機量第一的位置。與此同時，依托于我國制造業(yè)整體水平的智能化升級，動力電池制造技術(shù)顯著提升。動力電池產(chǎn)業(yè)鏈目前也已經(jīng)涵蓋基礎(chǔ)材料、電芯單體、電池系統(tǒng)、制造裝備等各個環(huán)節(jié)。

以目前市場占有率最高的新能源汽車動力電池為例，其平均壽命一般被認為是5~8年，一般來說，當(dāng)動力電池的容量衰減至80%，就需要退役處理。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，中國自2018年開始進入動力電池大規(guī)模退役期，2020年退役的動力電池已經(jīng)有25.6GWh，預(yù)計2025年退役的動力電池將達到174.2GWh。新能源汽車市場日漸繁榮的背后，隱約可見的是一個體量日漸龐大的動力電池回收藍海市場。國際能源署預(yù)測，未來10年動力電池回收行業(yè)的規(guī)模將達到1 648億元。

目前，動力電池回收主要有梯次利用和再生利用。在退役的動力電池容量處于20%~80%區(qū)間時，梯次利用是首選。退役電池可以二次應(yīng)用在對電池容量較低的場景，比如儲能、基站備用電源、定頻電車、充電寶等。當(dāng)電池容量降至20%及以下，不具備梯次利用價值時，則可以再生利用，提取出貴金屬等可循環(huán)利用組分。但梯次利用的成本很高，可被重新利用的電池品質(zhì)參差不齊，市場主體不明確加上一系列難題，經(jīng)濟效益較差；動力電池再生利用目前正面臨著拆解難和提取難的雙重技術(shù)壁壘。

拆解難。一是基于安全性方面的考慮，電池結(jié)構(gòu)組裝首要滿足其密封性、耐壓性等，較少考慮后續(xù)的拆解。二是市場上的電池規(guī)格眾多，很難形成較為統(tǒng)一的拆解技術(shù)，為自動化拆解產(chǎn)線設(shè)置了更多技術(shù)難題。

提取難。通過精細拆解技術(shù)，需要將電池中的正負極材料、電解液、隔膜等材料分開。具體的提取工藝非常繁雜，如何保證清潔、安全、高效，以及拆解后貴金屬的提取技術(shù)等問題，也是目前面臨的不小挑戰(zhàn)。

動力電池拆解或?qū)⒆钕葘崿F(xiàn)智能化

盡管退役動力電池的回收和梯次利用還有不少問題亟待解決，但是推動退役動力電池再利用產(chǎn)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟模式的可持續(xù)發(fā)展已成行業(yè)共識，動力電池回收已經(jīng)呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢。在2022世界動力電池大會上，中國科學(xué)院院士歐陽明高提出，“動力電池產(chǎn)業(yè)的智能化，包括智能設(shè)計、智能制造和智能控制，是動力電池產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展趨勢。中國要提出新一代智能電池，實現(xiàn)從材料選擇，電池設(shè)計、制造、使用、回收的全鏈條智能化?！眲恿﹄姵夭鸾庾鳛閯恿﹄姵鼗厥盏闹匾h(huán)節(jié)，目前而言，可能是最先實現(xiàn)智能化的環(huán)節(jié)。據(jù)了解，格林美目前已經(jīng)研究出一種電池包無損拆解的系統(tǒng)。同時我國部分先進的動力電池拆解回收線已經(jīng)實現(xiàn)了自動化拆解，下一階段將向智能化拆解邁進。從目前智能制造的發(fā)展程度來看，未來動力電池智能拆解線，可以通過全流程數(shù)據(jù)管控的MES，以柔性運動控制單元，結(jié)合多任務(wù)執(zhí)行機構(gòu)工作站、機械臂、影像識別與運動定位等，來實現(xiàn)廢舊動力電池高效、清潔、安全的拆解回收。

動力電池回收當(dāng)前正處于發(fā)展的初級階段，回收利用更不是一蹴而就的。通過制定政策，分清各主體在回收供應(yīng)鏈中的責(zé)任，在確保廢舊動力電池回收有效且正規(guī)的基礎(chǔ)上，借鑒國外動力電池回收的先進經(jīng)驗和制度，不斷優(yōu)化回收體系，智能化升級產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)，以清潔、安全、智能為目標(biāo)，穩(wěn)步推進智能化產(chǎn)線，建設(shè)動力電池回收數(shù)字化工廠，動力電池回收市場才能變得更加有活力。