電動汽車動力電池材料回收與再利用關(guān)鍵技術(shù)

在霧霾圍城、PM2.5屢屢爆表的現(xiàn)狀下，發(fā)展并普及新能源汽車具有重要的現(xiàn)實意義。而因新能源汽車井噴所帶來的大量退役動力電池，引發(fā)了行業(yè)的未雨綢繆。在11月8日在京舉行的資源強(qiáng)制回收產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟一屆三次理事會暨第四屆動力電池回收利用研討會上，與會各方圍繞退役動力電池的未來出路展開了討論。

新能源汽車發(fā)展迅猛

“新能源汽車發(fā)展趨勢強(qiáng)勁，不管‘十二五’還是‘十三五’，新能源汽車都是中國由汽車大國向汽車強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期?！北逼履茉锤笨偨?jīng)理原誠寅表示，“今年新能源汽車的銷售量應(yīng)該在50—60萬輛，按照國家規(guī)劃，到2020年新能源汽車保有量達(dá)到500萬輛是非?，F(xiàn)實的數(shù)字。”

按照全球市場預(yù)測，2030年新能源汽車市場將進(jìn)入產(chǎn)業(yè)成熟期，且有一些國家，比如德國宣布2030年后不再生產(chǎn)汽油車?！氨捡Y提出到2025年25%的產(chǎn)量來自純電動汽車，所有整車公司都把新能源汽車視為巨大的、潛力無限的上升市場?！痹\寅介紹。

新能源汽車的核心部件是動力電池，中國物資再生協(xié)會常務(wù)副會長、資源強(qiáng)制回收產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長劉強(qiáng)表示，新能源汽車對動力電池的報廢標(biāo)準(zhǔn)是電池容量低于80%，這也就意味著3—5年就要更換一次動力鋰電池。2020年純電動乘用車和混合動力乘用車的動力鋰電池報廢量將達(dá)到17萬噸，廢棄動力鋰電池回收已成為行業(yè)關(guān)注焦點。

退役電池回收利用潛力大

在清華大學(xué)教授、江西理工大學(xué)副校長徐盛明看來，動力電池的回收市場空間大。價值體現(xiàn)在鈷、鎳等稀有金屬含量很高?！拔覈挼V中含鈷量僅有0.02%，目前探明的可開采量也僅有4萬噸，回收利用鈷是一條重要的途徑?！?/p>

目前60%—70%的鈷用于電池生產(chǎn)，而我國鈷嚴(yán)重依賴進(jìn)口，如果能從退役電池中有效回收鈷，將在很大程度上緩解我國稀有金屬資源對外依賴度?！扳捠侵匾膽?zhàn)略金屬元素，在硬度合金、高溫合金等工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。隨著我國航空工業(yè)的發(fā)展，尤其是大飛機(jī)的制造，未來10—20年，其需求量將有很大的提升空間。”徐盛明告訴記者。

高盛預(yù)計，碳酸鋰需求目前為每年16萬噸，而電動汽車滲透率每提升1個百分點，將帶來7萬噸新增碳酸鋰的需求。到2025年，僅電動車市場的增長就有望帶動整個鋰市場需求達(dá)到47萬噸?！熬薮蟮奶妓徜嚾笨?，即便把澳大利亞、智利的鋰礦都買下來也不夠?！毙焓⒚髦毖?。

清華大學(xué)大學(xué)教授、巴塞爾公約亞太區(qū)域中心執(zhí)行主任李金惠也表達(dá)了同樣的擔(dān)憂。隨著新能源汽車的發(fā)展，“預(yù)計鋰鈷支撐能力可以維持到2025—2028年，屆時國內(nèi)將沒有資源可利用。但是資源并沒有消失，變成鋰電池的組成部分，變成其他的產(chǎn)品。”

加強(qiáng)退役電池的回收利用已成當(dāng)務(wù)之急。對此劉強(qiáng)建議，首先要完善機(jī)制，今年初發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布了《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策》，提出加強(qiáng)對電動汽車動力電池回收利用工作的進(jìn)一步指導(dǎo)和規(guī)范，明確了電池回收責(zé)任主體和追責(zé)方式；其次，要建立規(guī)范的回收渠道，積極引導(dǎo)動力電池回收企業(yè)，加強(qiáng)對廢舊電池的回收利用，鼓勵發(fā)展專業(yè)的企業(yè)；再次，研發(fā)關(guān)鍵性技術(shù)，加大對廢舊電池拆解、重組、測試、壽命預(yù)測等攻關(guān)力度，提高生產(chǎn)可靠性，提高拆解回收過程中的效率，使動力電池回收材料和再利用電池具有經(jīng)濟(jì)可行性和安全性。

另據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心數(shù)據(jù)資源中心回收利用數(shù)據(jù)部部長徐樹杰透露，目前工信部正在探討新能源汽車動力電池回收利用管理辦法，“基本上已經(jīng)成型了一個方案，現(xiàn)在還處于內(nèi)部專家研討過程中。”

積極探索梯次利用

會上，在不少專家看來，退役的動力電池還有很大的能量值，直接用于資源回收并非最具經(jīng)濟(jì)價值的措施。在李金惠看來，“動力電池以后不是拆成化學(xué)物質(zhì)，最好還是梯次利用，充分發(fā)揮它的作用。循環(huán)利用法里，再次利用可以發(fā)揮非常重要的作用。”

不過，退役電池梯次利用在實際應(yīng)用中并非想象中那般美好?！巴艘垭姵貑误w之間存在差異，尤其是均勻性上，遵循的是木桶理論——最短的木板決定木桶的實際容量，因此最差的電池決定了整個儲能系統(tǒng)的性能?！辈稍L的不少專家對記者坦言。

哈爾濱巴特瑞資源再生科技有限公司總經(jīng)理明躍彬指出，梯次應(yīng)用的主要問題是，電池規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、單體一致性差、管理安全風(fēng)險、成本居高不下。在她看來，梯次動力電池的目標(biāo)市場是分布式發(fā)電及微電網(wǎng)、調(diào)頻輔助服務(wù)、延緩輸配電擴(kuò)容領(lǐng)域。