中國儲能網(wǎng)訊：新能源汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了快速成長期，整車產(chǎn)量逐年快速攀升，根據(jù)國務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》要求，到2020年，我國純電動汽車和插電式混合動力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量要超過500萬輛。受下游整車市場需求的帶動，處于產(chǎn)業(yè)鏈上游的動力電池行業(yè)也駛?cè)肟燔嚨?，?jù)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，2016年中國汽車動力電池產(chǎn)量30.8GWh，同比增長82%。
動力電池是新能源汽車的核心，在電池產(chǎn)量日益增加、產(chǎn)品大量投放市場的同時，一個不容忽視的問題已經(jīng)迫切擺在我們面前，那就是關(guān)于廢舊鋰電池的回收。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年我國動力電池的報(bào)廢量累計(jì)約為2-4萬噸，預(yù)計(jì)到2018年中國累計(jì)廢舊動力電池將達(dá)12.08GWH，累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)到17.25萬噸。根據(jù)測算，2018年對應(yīng)的從廢舊動力鋰電池中回收鈷、鎳、錳、鋰、鐵和鋁等金屬所創(chuàng)造的回收市場規(guī)模將達(dá)到53.23億元，2020年這一市場可達(dá)101億元，而到2023年廢舊動力鋰電池市場規(guī)模將達(dá)250億元。
2016-2023年動力鋰電池回收市場規(guī)模（億元）
未來，廢舊動力鋰電池的回收將會形成一個十分龐大的市場。這不僅僅是因?yàn)閯恿︿囯姵氐谋Ｓ辛咳找嬖黾?，也因?yàn)闃?gòu)成鋰電池的成分和結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，包括鋼/鋁殼、鋁集流體正極負(fù)載鈷酸鋰/磷酸鐵鋰/鎳鈷錳酸鋰等、銅/鎳/鋼集流體負(fù)載碳、聚烯烴多孔隔膜、六氟磷酸鋰/高氯酸鋰的碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯溶液等，如不加以回收，將會對環(huán)境產(chǎn)生很大影響。而回收后，通過技術(shù)提取，很多材料還可以被再次利用。出于環(huán)保和資源再利用方面的考慮，動力鋰電池的回收是十分必要的。
目前，動力電池回收主要采用兩種方式：一種方式是進(jìn)行二次利用，即針對沒有報(bào)廢只是容量下降無法被電動汽車?yán)^續(xù)使用的電池，采取將電池組拆包的方法，對模塊進(jìn)行測試篩選，再將可用的電池重新組裝利用，如應(yīng)用到儲能領(lǐng)域等；另一種方式是對已經(jīng)報(bào)廢的動力電池進(jìn)行拆解，回收可用材料并進(jìn)行再利用。
一、 二次利用
當(dāng)前階段，電動汽車動力電池使用壽命的終點(diǎn)是以初始容量的80%來規(guī)定的。也就是說當(dāng)車輛跑了5到10年，動力電池即將報(bào)廢時，其實(shí)電池還是可以使用的，只不過電池的性能出現(xiàn)了一定的下降，如容量減少，內(nèi)阻增加等。目前比較常見的處理方法是把這些報(bào)廢電池繼續(xù)利用，在發(fā)電廠（配合風(fēng)能或太陽能發(fā)電使用效果更佳）作為儲能裝置使用，可以繼續(xù)用來削峰填谷，抑制噪聲等。
將報(bào)廢的鋰電池用來組建用于太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電的蓄電系統(tǒng)，是當(dāng)前比較熱門的應(yīng)用方向之一。在這方面，日本企業(yè)算是先行者，包括日產(chǎn)和住友合資的4R Energy、SHARP、NEC等企業(yè)在內(nèi)的多家日本公司，都在進(jìn)行這種蓄電系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用，有的主要面向電力公司，有的主要面向家庭。下圖即是蓄電系統(tǒng)應(yīng)用在家庭住宅的一個例子。
之所以選擇將報(bào)廢電池應(yīng)用于太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的蓄電系統(tǒng)，是因?yàn)樘柲馨l(fā)電和風(fēng)力發(fā)電受天氣因素影響較大，不太容易持續(xù)穩(wěn)定地提供電力。以太陽能發(fā)電為例，陽光充足的時候太陽能電池板能輸出很大的功率，但是晚上或是陰雨天的時候，輸出功率就會非常微小。電力企業(yè)通常不會把這種可能劇烈波動的電力直接連入電網(wǎng)，而是先儲存到蓄電系統(tǒng)，再由蓄電系統(tǒng)對外輸出穩(wěn)定的電力。
我們以日產(chǎn)Leaf的做法為例，日產(chǎn)在Leaf的電池容量降到70%的時候就將其“報(bào)廢”。Leaf的鋰電池，出廠時容量為24kWh，降到70%還能存儲16.8kWh，這樣的電池如果直接拿去拆解未免過于浪費(fèi)，而其剩余的儲能空間基本能夠滿足蓄電系統(tǒng)的要求，從而很好的實(shí)現(xiàn)了二次應(yīng)用的價值。
我國早已開始實(shí)施風(fēng)能和光伏的綜合利用，在蓄電系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用方面有著巨大的市場空間。日本企業(yè)的做法，為我們今后在實(shí)現(xiàn)動力鋰電池二次利用方面提供了很好的經(jīng)驗(yàn)。
二、拆解回收
目前拆解回收的處理方法主要有以下四種：
高溫冶金法：用高溫焙燒經(jīng)簡單機(jī)械破碎的鋰離子電池，篩分得到含有金屬和金屬氧化物的細(xì)粉體。高溫冶金法的工藝相對簡單，適合大規(guī)模處理，但是電池電解質(zhì)和其它成分燃燒易引起大氣污染。
濕法冶金法：將廢棄電池破碎后，用合適的化學(xué)試劑選擇性溶解，分離浸出液中的金屬元素。濕法冶金法的工藝穩(wěn)定性好，適合中小規(guī)模廢舊鋰電池的回收，但是成本較高，并且廢液需要進(jìn)一步處理，否則也會產(chǎn)生環(huán)境污染。
物理拆解：將電池經(jīng)破碎、過篩、磁選分離、精細(xì)粉碎和分類后得到高含量物質(zhì)，再進(jìn)行下一步回收的過程。物理拆解法的工藝十分環(huán)保，不會對環(huán)境造成二次污染，但是其處理效率低并且耗時長。
聯(lián)合回收工藝：通過優(yōu)化，采用聯(lián)合回收工藝的方法，發(fā)揮各種基本工藝的優(yōu)點(diǎn)，盡可能提高回收的經(jīng)濟(jì)效益。
工信部2016年12月1日組織編制了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》（征求意見稿）。意見稿鼓勵汽車生產(chǎn)企業(yè)、電池生產(chǎn)企業(yè)、回收拆解企業(yè)與綜合利用企業(yè)等通過多種形式，合作共建、共用廢舊動力蓄電池回收利用網(wǎng)絡(luò)。
動力鋰電池回收在我國還處于剛剛起步的階段，在合理布局建設(shè)電池回收市場、完善回收網(wǎng)絡(luò)、提高正規(guī)渠道回收效率等方面，還需要各級政府給予更大的扶持力度。隨著環(huán)保和資源循環(huán)利用意識的不斷加強(qiáng)，以及整車及動力電池企業(yè)的積極介入，我國的電池回收產(chǎn)業(yè)終將會循著健康有序的良性軌道發(fā)展。
