中國粉體網(wǎng)訊 通常情況下，新能源乘用車用鋰離子電池的有效壽命為7年左右，新能源商用車為5年左右。隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，早期新能源汽車搭載的動力電池也開始進(jìn)入了大規(guī)模的退役期。中國汽車技術(shù)研究中心數(shù)據(jù)顯示，2020年國內(nèi)累計退役的動力電池將超過20萬噸（約25GWh）。在未來幾年，退役動力電池數(shù)量還會呈現(xiàn)指數(shù)級增長，預(yù)計到2025年累計退役量約為131萬噸。在龐大的數(shù)量及未來指數(shù)級增長的趨勢下，規(guī)范的動力電池回收具有十足的必要性。
圖片來源：浙江省電力學(xué)會
從對環(huán)境保護(hù)層面看，退役動力電池非正規(guī)的回收渠道和落后的回收方式會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，對人類健康造成損害；從可持續(xù)發(fā)展層面看，采用先進(jìn)技術(shù)的高比例回收鈷、鎳等貴重金屬，將減輕對礦產(chǎn)資源的開采壓力，有利于產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展；另外，發(fā)展退役動力電池梯次利用，同時做好退役動力電池的環(huán)保處理，充分挖掘動力電池全生命周期的價值，打造全產(chǎn)業(yè)鏈的環(huán)保工業(yè)，有利于產(chǎn)業(yè)健康、有序發(fā)展。
▲動力電池回收體系
我國退役動力電池回收體系正在不斷完善，并明確了退役動力電池回收責(zé)任主體，各城市對退役動力電池回收利用政策也進(jìn)行了積極探索，但在落實(shí)方面差距甚遠(yuǎn)。為推進(jìn)退役動力電池回收工作有序進(jìn)行，2018年由工信部等七部委出臺了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》，明確并規(guī)定了“生產(chǎn)者責(zé)任延伸制”，國內(nèi)各大車企也紛紛與回收企業(yè)簽訂合作框架協(xié)議。此后，國家標(biāo)準(zhǔn)委又發(fā)布了《車用動力電池回收利用拆解規(guī)范》、《車用動力電池回收利用余能檢測》等國標(biāo)，使退役動力電池回收向前邁進(jìn)一大步。
▲電動汽車及動力電池生產(chǎn)企業(yè)為主力的報廢動力電池回收產(chǎn)業(yè)鏈
◆關(guān)于《車用動力電池回收利用拆解規(guī)范》
新能源汽車動力鋰離子電池體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不當(dāng)?shù)牟鸾馊菀讕黼娊庖盒孤�、短路起火、甚至爆炸等安全隱患�！恫鸾庖�(guī)范》對廢舊動力鋰離子電池回收利用的安全性、作業(yè)程序、存儲和管理等方面進(jìn)行了嚴(yán)格要求，在一定程度上處理行業(yè)性的發(fā)展難題，規(guī)范了我國車用動力鋰離子電池的回收利用及拆解、專業(yè)性技術(shù)及動力鋰離子電池回收體系。
◆關(guān)于《車用動力電池回收利用余能檢測》
◆梯次利用or拆解回收？
廢舊鋰離子電池能否用于梯次利用，主要是依據(jù)電池的剩余容量。當(dāng)電池容量在 20%～80%時，可以進(jìn)行梯次利用；而電池容量低于20%時，則對其拆解進(jìn)行材料的回收。
針對目前中國使用數(shù)量巨大的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，退役的磷酸鐵鋰電池仍具有較好的循環(huán)性和安全性，因此對其先進(jìn)行梯次利用，再進(jìn)行資源的再生利用；而退役的三元鋰電池隨循環(huán)次數(shù)的增多容量呈現(xiàn)快速衰減趨勢，且安全性較 差，對其破碎、拆解和冶煉等，實(shí)現(xiàn)鎳、鈷、錳、鋰等資源的再生利用。
◆鋰電池濕法冶金回收
三元鋰電池中含有的鎳鈷錳等金屬元素含量遠(yuǎn)高于原礦；磷酸鐵鋰電池雖不含鎳鈷錳等有價技術(shù)元素，但其鋰元素含量仍高于我國低品位鋰原礦；鈷酸鋰電池中鈷金屬比例含量比上述兩種電池多得多。貴重金屬價格的上漲及礦產(chǎn)資源的稀缺使得廢舊鋰離子電池回收的價值凸顯，回收效率高，較直接開采礦石的生產(chǎn)方式更具有成本優(yōu)勢。
▲廢舊鋰離子電池各元素含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %
濕法冶金由于能耗較低、回收率高、產(chǎn)品純度高等特點(diǎn)，得到了廣泛關(guān)注，我國廢舊鋰離子電池回收行業(yè)主要以濕法回收技術(shù)為主。主要工藝步驟包括：
1）預(yù)處理過程，包括放電、拆解、粉碎、分選。通過自動化拆解成套工藝和裝備，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化拆解及物料的高歸集率；
2）拆解后的塑料及鐵外殼回收；
3）采用酸/堿溶液將電極材料中的金屬元素浸出，通過萃取和沉淀的方法實(shí)現(xiàn)金屬的分離和純化，以金屬或其他化合物的形式加以回收。萃取是關(guān)鍵一步，將銅與鈷、鎳分離；銅進(jìn)入電積槽進(jìn)行電積產(chǎn)生電積銅產(chǎn)品；經(jīng)萃取后的鈷、鎳溶液再進(jìn)行萃取分離，這時經(jīng)過結(jié)晶濃縮，直接得到鈷鹽和鎳鹽；或者經(jīng)萃取分離的鈷、鎳分別進(jìn)入電積槽中，得到電積鈷和電積鎳產(chǎn)品。
必須指出的是，目前已知的企業(yè)均是對包括LCO在內(nèi)的NCM系正極材料/電池的回收。除再生修復(fù)和梯次利用之外，企業(yè)對LFP正極材料及其電池的回收無過多熱情，究其原因，在于現(xiàn)有的回收策略及方法的成本高，而產(chǎn)品的價值較低。在LFP擁有更好的經(jīng)濟(jì)前景之前，它們不會成為回收企業(yè)的首選。
▲濕法冶金回收鈷酸鋰電池
◆鋰電池梯次利用
梯次利用是什么？舉個例子，例如將電池用在新能源汽車上，電池充滿電的時候是100%的能量，當(dāng)電池使用一段時間后，電量會衰減，當(dāng)電量衰減到80%的時候就不能使用在汽車上；從汽車上衰減下來的電池，電量從20%-80%的區(qū)間可以做梯次利用，例如應(yīng)用在低速車、電動三輪車、電動摩托車、充電站儲能、火電站削峰填谷、基站備電、光伏等方面；電量在20%以下的電池可以認(rèn)為完成了它的壽命周期，這時候就可以進(jìn)行回收。
▲梯次利用動力電池分選成組流程
實(shí)現(xiàn)退役電池的梯次利用需要經(jīng)過退役電池的性能檢測、可用電池的分選成組、重組電池的均衡性設(shè)計及壽命評估等過程，其中電池分類、充電曲線設(shè)計、壽命預(yù)估及性能參數(shù)監(jiān)控等是該過程的技術(shù)難點(diǎn)。由于鋰電池模塊的壽命具有短板效應(yīng)，即取決于模塊中性能最差的鋰電池，所以實(shí)際配置時需將一致性較高的多節(jié)鋰電池進(jìn)行配組，以提高整體鋰電池模塊的壽命。然而，由于容量、自放電等參數(shù)和配組技術(shù)的不同都會影響電池的一致性，導(dǎo)致從各類電動汽車退役下來的鋰電池存在明顯的一致性差異，梯次利用的可靠性降低，相應(yīng)的維護(hù)和利用成本增加。動力電池的梯次利用因為技術(shù)、逆向物流、成本、市場接受度等原因限制，并未發(fā)展起來，但各級政府、新能源車企、電池企業(yè)已經(jīng)在制定相關(guān)研究計劃。
◆鋰電池回收龍頭企業(yè)
◆鋰電池回收“有市無貨”，產(chǎn)能為何大量閑置？
報廢體量不足：前景雖好，但現(xiàn)階段鋰電池的報廢體量卻比較“慘淡”。如上所述，2020年我國累計退役的動力電池只有20萬噸�！皥髲U的動力電池不僅有三元電池，還包括磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池等，其中比較受歡迎的只有價值相對較高的三元電池。但在20萬噸的總量中，三元電池占比僅為30%—40%，折算下來也就5、6萬噸的量，分散在全國各地，難以統(tǒng)一收集�！睆氖聞恿﹄姵鼗厥召Y源化利用的天奇股份的一位高管說到，“換句話說，這點(diǎn)報廢量根本不夠回收產(chǎn)線分�！�
◆寫在最后
隨著中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，未來將退役大量的鋰離子動力電池。隨著國家相關(guān)政策的頒布和實(shí)施，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定與完善，將有效促進(jìn)廢舊鋰離子電池的回收利用， 產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
資料來源：
汽車頭條、中商產(chǎn)業(yè)研究院、鉅大LARGE、中國能源報、未來智庫
1.張淑英等.中國新能源汽車動力電池報廢量預(yù)測與對策建議
2.肖武坤等.中國廢舊車用鋰離子電池回收利用概況
3.鐘雪虎等.廢舊鋰離子電池資源現(xiàn)狀及回收利用
4.荊乾坤.典型鋰離子電池正極材料的濕法回收與再生基礎(chǔ)研究
5.楊陽.退役鋰電池梯次利用、容量衰減及回收流程研究
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安）
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