車用動力電池梯次利用GB/T 34015系列標準解讀

王彩娟,朱相歡,秦劍峰,陳 波

(1.中華人民共和國吳江海關(guān),江蘇 蘇州 215200; 2.蘇州市吳江區(qū)檢驗檢測中心,江蘇 蘇州 215200)

目前,歐洲、美國和日本等發(fā)達國家沒有專門針對新能源汽車動力電池回收利用的法律法規(guī),但在廢舊電池的整體回收方面有相對完善的法律法規(guī)[1]。

2020年12月10日,歐盟委員會發(fā)布了新電池法規(guī)提案2020/353(COD),定于2022年1月1日起實施,逐步替代現(xiàn)行電池指令(2006/66/EC),除部分條款外,現(xiàn)行電池指令將從2023年7月1日起失效。法律等級也將由“指令”變?yōu)椤胺ㄒ?guī)”,將更大程度地確保投放歐盟市場的所有電池在整個生命周期中可持續(xù)、高性能、高安全,這也體現(xiàn)在對廢舊電池的收集、處理和回收上。新法規(guī)規(guī)定了便攜式廢舊電池收集率的要求:到2023年12月31日,45%;到2025年12月31日,65%;到2030年12月31日,70%。針對廢舊電池的回收利用,美國主要從聯(lián)、邦、州等3個層級立法,形成了一套完善的電池回收管理法律制度體系,立法主要針對鎘鎳電池、小型密封鉛酸電池、含汞電池以及其他所有類型的電池[1]。日本汽車回收利用法中規(guī)定,報廢汽車回收拆解企業(yè)有義務(wù)拆卸電池,并已形成以《循環(huán)型社會形成推進法》和《資源有效利用促進法》為基本框架的法律體系。這些法律,涵蓋了產(chǎn)品的生產(chǎn)、消費、使用、回收和處置等各個階段[1]。

在政策扶持和市場需求的影響下,近10年,我國新能源汽車行業(yè)發(fā)展迅猛。但同時由于鋰離子動力電池的使用壽命有限,早期投入使用的新能源汽車動力電池將陸續(xù)進入“報廢期”。我國新能源汽車用動力電池的第一次"退役潮"即將到來。我國已于2016年發(fā)布《生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度推行方案》[2],要求建立電動汽車動力電池回收利用體系。我國車用動力電池回收利用系列標準GB/T 34015《車用動力電池回收利用梯次利用》[3-6],涵蓋了電池余能檢測、拆卸要求、梯次利用要求、產(chǎn)品標識、利用設(shè)計指南和剩余壽命評估等多個標準,其中部分標準已陸續(xù)發(fā)布。

本文作者對已發(fā)布的4個GB/T 34015標準進行解讀,以幫助相關(guān)企業(yè)及時了解車用動力電池回收梯次利用對回收對象、設(shè)施、人員、場地和產(chǎn)品標識等方面的要求,以便相關(guān)企業(yè)為后續(xù)車用動力電池回收利用做好準備。

1 我國動力電池回收利用的要求

1.1 政策法規(guī)

自2018年以來,動力電池回收利用規(guī)范性政策法規(guī)的頒布實施進入快車道,如表1所示。2020年出臺的規(guī)范性政策,針對原有規(guī)范性政策進行了補充,根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,完善了梯次利用管理等相關(guān)內(nèi)容;另一方面,對原有規(guī)范性政策進行了修訂和細化,使規(guī)范要求能夠響應(yīng)產(chǎn)業(yè)規(guī)范化發(fā)展的需要,促進回收企業(yè)進行規(guī)范化建設(shè)及運營[7]。

表1 2018年以來我國動力電池回收利用相關(guān)政策法規(guī)[7]Table 1 Policies and regulations related to power battery recycling in China since 2018[7]

續(xù)表1

1.2 標準

目前,我國車用電池回收國家標準,按再生利用、管理規(guī)范和梯次利用,可分為3大標準系列[8]。

GB/T 33598《車用動力電池回收利用再生利用》系列標準,分為4個部分:第1部分——拆解規(guī)范,第2部分——材料回收要求,第3部分——放電技術(shù)規(guī)范,第4部分——回收處理報告編制規(guī)范。

GB/T 38698《車用動力電池回收利用管理規(guī)范》系列標準,分為4個部分:第1部分——包裝運輸,第2部分——回收服務(wù)網(wǎng)點建議,第3部分——裝卸搬運,第4部分——存儲。

GB/T 34015《車用動力電池回收利用梯次利用》系列標準,分為6個部分:第1部分——余能檢測,第2部分——拆卸要求,第3部分——梯次利用要求,第4部分——梯次利用產(chǎn)品標識,第5部分——可梯次利用設(shè)計指南,第6部分——剩余壽命評估規(guī)范。

GB/T 34015前4個部分的標準都已發(fā)布,各標準的制訂目的、發(fā)布和實施時間如表2所示。

表2 GB/T 34015梯次利用系列標準Table 2 The series standard GB/T 34015 of echelon use

2 標準解讀

2.1 GB/T 34015—2017和GB/T 34015.2—2020

GB/T 34015—2017規(guī)定參照GB/T 31486—2015《電動汽車動力蓄電池電性能及試驗方法》[9],分別進行單體和模塊電池室溫、低溫和高溫放電容量測試,實現(xiàn)對車用廢舊鋰離子動力電池和金屬氫化物鎳動力電池單體、模塊的余能檢測(詳見表3)。GB/T 34015—2017沒有規(guī)定具體的回收流程,而是規(guī)定了需要回收的單體或模塊電池的剩余容量測試方法,是梯次利用前期樣品的篩選標準。

表3 標準GB/T 34015—2017測試的要求Table 3 Test requirements for standard GB/T 34015—2017

GB/T 34015.2—2020為電池樣品拆解規(guī)范,規(guī)定了電池包或模塊拆卸過程中場地、設(shè)施、人員及作業(yè)要求(詳見表4)等。拆解規(guī)范實際上就是電池進入回收流程的“樣品制備”標準。

表4 標準GB/T 34015.2—2020的要求Table 4 Requirements for standard GB/T 34015.2—2020

廢舊動力電池拆解的作業(yè)程序應(yīng)嚴格遵循安全、環(huán)保和資源循環(huán)利用三原則。動力電池屬帶電設(shè)備,易起火爆炸;動力電池包組屬重物,拆解過程需要進行切割。這些特點,使得拆解過程存在一定的危險性,因此,拆解的作業(yè)程序應(yīng)遵循安全原則。動力電池中含有重金屬、冷卻液和電解液等有毒有害的有機物質(zhì),處理不慎就會造成環(huán)境污染,因此,拆解的作業(yè)程序應(yīng)遵循環(huán)保原則。廢舊動力電池中含有大量有價金屬元素,經(jīng)物理拆解,再經(jīng)化學(xué)回收,可進行再生利用,因此,拆解的作業(yè)程序應(yīng)遵循資源循環(huán)利用原則[10]。

2.2 GB/T 34015.3—2021

標準GB/T 34015—2017和GB/T 34015.2—2020,均是梯次利用產(chǎn)品材料準備階段的要求,未延展至梯次利用實際操作層面。GB/T 34015.3—2021則是在這兩個標準的基礎(chǔ)上,規(guī)定了車用動力電池梯次利用實際操作的要求,包括總體要求、外觀及性能要求和梯次利用產(chǎn)品一般要求,適用于退役車用鋰離子動力電池單體、模塊和電池包或系統(tǒng)的梯次利用,退役車用鎳氫動力電池單體、模塊和電池包或系統(tǒng)的梯次利用參照執(zhí)行。

總體要求即對產(chǎn)品生產(chǎn)“前、中、后”全生命周期的要求:一般要求為產(chǎn)品生產(chǎn)前的信息獲得和生產(chǎn)后的管理要求,特別提出梯次利用產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)承擔(dān)梯次利用產(chǎn)品的售后、回收等相關(guān)責(zé)任;梯次利用產(chǎn)品報廢后,應(yīng)交由符合國家法律法規(guī)要求的再生利用企業(yè)進行回收處理,不應(yīng)隨意丟棄處理。企業(yè)要求規(guī)定,梯次利用產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)必須對被利用電池充分溯源,并進行有效評估?；拘畔z查與登記要求為電池原有生產(chǎn)信息、使用信息和基本參數(shù)的登記要求。

外觀及性能要求為進入梯次利用后的電池相關(guān)性能要求,包括外觀要求、余能要求、循環(huán)壽命要求、安全性要求和其他性能要求等。

梯次利用產(chǎn)品要求是對梯次利用產(chǎn)品成品的出廠要求,包括梯次利用產(chǎn)品標識標簽、包裝及應(yīng)符合相關(guān)法律法規(guī)的要求。梯次利用產(chǎn)品標識標準GB/T 34015.4—2021已經(jīng)與GB/T 34015.3—2021同時發(fā)布。

2.3 GB/T 34015.4—2021

該標準適用于對退役車用動力電池的梯次利用產(chǎn)品進行標識。規(guī)定了車用動力電池回收利用中梯次利用產(chǎn)品標識的標識構(gòu)成、標志要求、標示位置、標示方式及標示要求。

標準規(guī)定標識構(gòu)成應(yīng)至少包含以下7項內(nèi)容:①符合標準GB/T 34015.4—2021中4.2規(guī)定的梯次利用產(chǎn)品標志;②產(chǎn)品中文名稱;③梯次利用生產(chǎn)企業(yè)名稱或注冊商標;④梯次利用產(chǎn)品生產(chǎn)日期;⑤梯次利用產(chǎn)品規(guī)格型號;⑥梯次利用產(chǎn)品執(zhí)行標準;⑦符合GB/T 34014—2017《汽車動力蓄電池編碼規(guī)則》[11]要求的梯次利用產(chǎn)品編碼。

此外,梯次利用產(chǎn)品標志由等邊三角形回收符號和電池標志構(gòu)成。梯次利用產(chǎn)品應(yīng)在產(chǎn)品表面易于讀取的部位及產(chǎn)品外包裝、使用說明書和廣告宣傳材料上的可見位置,標示梯次利用產(chǎn)品標識。由于產(chǎn)品尺寸或結(jié)構(gòu)等原因,無法在產(chǎn)品表面標示標識的,可僅標示梯次利用產(chǎn)品標志和梯次利用產(chǎn)品編碼。受產(chǎn)品功能、外觀設(shè)計等影響,無法在明顯部位標示標志的,應(yīng)在企業(yè)公開的產(chǎn)品技術(shù)文件中予以說明。

GB/T 34015.3—2021和GB/T 34015.4—2021的發(fā)布,為我國車用動力電池梯次利用回收產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售提供了標準化依據(jù)。結(jié)合其他相關(guān)標準的不斷出臺,預(yù)示著我國車用動力電池回收利用已步入全流程標準化管理階段。

3 面臨的挑戰(zhàn)

雖然動力電池回收利用潛力很大,但在電池拆解不便、電池健康度殘值評估復(fù)雜及回收經(jīng)濟效益較低的背景下,動力電池回收市場的形成仍面臨不少挑戰(zhàn):

動力電池標準化生產(chǎn)難度大,不同車企、不同車型的動力電池車載環(huán)境不同,對動力電池的外觀形狀、內(nèi)部化學(xué)材料和外殼材質(zhì)等要求都有較大差異,增加了回收利用工作的難度,使得后期無法進行規(guī)?；碾姵夭鸾?增加了回收成本。同時,拆解動力電池可能會造成較大的人身傷害和環(huán)境危害,拆解不當(dāng)或電池設(shè)計缺陷,都可能導(dǎo)致電池發(fā)生內(nèi)部或外部短路,出現(xiàn)升溫、漏液,甚至起火、爆炸。

動力電池回收循環(huán)體系尚不完善,回收技術(shù)水平還需不斷提升。目前動力電池回收技術(shù)大多還處于初始廢物處理階段,回收設(shè)備裝置也正處于開發(fā)研制環(huán)節(jié),電池回收行業(yè)尚未建立“生產(chǎn)→回收→再生產(chǎn)”的循環(huán)回收體系。

目前動力電池回收面臨較多困境,回收水平低、安全風(fēng)險高,導(dǎo)致回收成本上升,利潤空間有限,企業(yè)投資意愿不強。此外,回收需要經(jīng)過電能檢測、拆解、粉碎和萃取等多個環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)都需要專業(yè)的設(shè)備和人員,如果沒有成熟的技術(shù)和較大的市場規(guī)模,回收企業(yè)將會入不敷出。

4 結(jié)論

GB/T 34015—2017系列4個標準的發(fā)布實施,將使我國退役動力電池回收利用初步實現(xiàn)有章可循。4個標準循序漸進,指導(dǎo)企業(yè)對退役電池的剩余容量進行判斷后,提供了安全高效地將電池從電動汽車移除、分類的方法,之后進一步指導(dǎo)企業(yè),對退役電池開展可梯次利用性的判斷,同時,要求企業(yè)規(guī)范梯次利用產(chǎn)品的標識,保障消費者的知情權(quán)。為車用動力電池梯次利用提供了層層遞進的技術(shù)指導(dǎo)。

車用動力電池梯次利用對相關(guān)企業(yè)來說是機遇,更是挑戰(zhàn)。企業(yè)建設(shè)時,應(yīng)未雨綢繆,預(yù)先按照電池梯次利用回收標準規(guī)定的場地、設(shè)備、人員、作業(yè)及存儲等技術(shù)要求來進行。同時,車用動力電池的能量密度高于便攜設(shè)備用電池,在梯次回收利用過程中需重點關(guān)注安全性能,保證回收利用階段的生產(chǎn)安全。應(yīng)特別注意,國標規(guī)定,車用動力電池梯次利用生產(chǎn)企業(yè)對所生產(chǎn)的產(chǎn)品,在全生命周期內(nèi)都須承擔(dān)生產(chǎn)、售后、回收等相關(guān)責(zé)任。