鉅大LARGE | 點擊量：828次 | 2019年06月15日
廢舊動力電池的環(huán)保與回收
動力電池——新能源汽車最重要的部件之一，也承載著環(huán)保問題的巨大爭議。
前期污染
車圖騰在先前文章中寫過，要測算新能源汽車是否比燃油車環(huán)保，要算一輛新能源汽車的全生命周期，即“材料生命周期”，包括汽車原材料的采集、運輸、加工、制造和回收（比如動力電池原材料開采和生產(chǎn)回收）。（傳送門）
有很多研究機構(gòu)測算，在動力電池的生產(chǎn)過程中會造成巨大污染，因此很可能使新能源汽車的排放遠大于傳統(tǒng)燃油車。
以鋰電池為例，按照其基本組成與加工流程，其污染主要有三大源頭：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1.負極：材料通常為石墨、鈦酸鋰、硅基、錫基材料。其中石墨分為天然石墨和人造石墨。天然石墨來源于石墨礦，其開采過程中存在比較嚴重的污染；人造石墨，是用石油焦或是瀝青等高分子物高溫石墨化制成，基本無污染，但是一些鋰電池中石墨浮選的回收方法，可能存在一定程度的污染。
2.正極：目前的正極材料有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料、鈷酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰。磷酸鐵鋰和錳酸鋰沒有重金屬，不如鉛酸電池污染大，但也屬于輕污染。
三元材料：鎳鈷錳酸鋰，用途廣泛，電動自行車、電子產(chǎn)品、航模等，其中鈷元素有毒。
3.電解液：由有機溶劑和鋰鹽組成，有機溶劑中碳酸二甲酯存在輕微程度的污染。鋰鹽中包含六氟磷酸鋰，遇水會水解生成氟化氫，有毒。
此外，在鋰電池中的外殼材料、隔膜、黏結(jié)劑中均會出現(xiàn)白色污染，加工過程也會有一定程度上的環(huán)境污染，如存在一定毒性的NMP（N-甲基吡咯烷酮）。
回收困境
隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)高歌猛進地發(fā)展，“材料生命周期”的另一部分——動力電池回收，就更加迫在眉睫。
遺憾的是，我國的電池回收產(chǎn)業(yè)尚不成熟。而且，成熟完善的回收體系需以企業(yè)利潤為前提，若企業(yè)無法實現(xiàn)經(jīng)濟效益，回收工作又耗資巨大，那么無論是政策補貼還是企業(yè)自覺都很難可持續(xù)發(fā)展。
目前動力電池回收利用的兩個主要方向是梯級利用和拆解回收。
梯級利用指從電動汽車上退役的動力電池，在電池狀態(tài)良好的情況下，可用在發(fā)電站儲能、電網(wǎng)儲能等相關(guān)領(lǐng)域作為電能儲存的載體，發(fā)揮剩余價值。類似于“玩具車用過后,收音機還能接著用”。
典型例子包括北汽新能源、長安等11家車企已經(jīng)和中國鐵塔達成合作，把退役動力電池用在通信基站的儲能設(shè)備當中。當然，比亞迪也有深入布局。
不過梯次利用目前也面臨一些技術(shù)問題，如離散整合技術(shù)和壽命檢測技術(shù)。由于不同廠商生產(chǎn)的電芯一致性差異較大，缺乏統(tǒng)一標準，在拆解和重新組合時通常會遇到兼容問題。
整體來看，梯次利用的投入成本仍高于采購新電池的成本，雖然消化退役電池的優(yōu)勢明顯，但在目前的條件下并不具備性價比。
拆解回收是將電池進行徹底分解并資源化回收利用。對動力電池進行放電和拆解后，提煉出的原材料（特別是對鈷、鎳、錳、鋰）等貴重元素的回收，實現(xiàn)電池材料的循環(huán)利用，看起來相對“有利可圖”。
但實際回收起來，這種方式的經(jīng)濟效益也沒有想象中的高。有研究報告測算，目前1噸磷酸鐵鋰電池回收成本在8500元左右，而通過一系列工序提純金屬之后，所得市場價值僅9000元左右，基本沒什么利潤可言。
而三元鋰電方面，因為有鈷、鎳、錳等金屬，回收的效益會比磷酸鐵鋰更高，但因為鈷有毒性，操作不當容易造成二次污染甚至引起爆炸，因此對回收企業(yè)的設(shè)備、人員也有更高的要求，這也變相增加了回收成本，降低了經(jīng)濟效益。而目前市面上的企業(yè)多為中小企業(yè)，難以形成規(guī)模效應(yīng)，依然盈利困難。
下一個風口，全球加速布局
盡管在技術(shù)層面又難以突破的困難，但是行業(yè)對動力電池回收市場依舊保持樂觀。
國際市場研究機構(gòu)Allied Market Research日前發(fā)布電動汽車電池回收市場研究報告稱，到2025年全球電動汽車電池回收市場規(guī)模將達到22.7億美元，期間年復合增長率達到41.8%。起點研究更為激進，預(yù)計中國2021年動力鋰電回收市場將達到105億元。
“未來動力電池的市場規(guī)模會非常巨大，我們更愿意自己回收并建立自身的回收能力和體系?！贝蟊娂瘓F技術(shù)規(guī)劃主管托馬斯·蒂耶說。大眾集團近日表示，計劃在其德國薩爾茨吉特工廠啟動電池回收試點項目，自2020年起，該廠每年將回收約1200噸廢舊車用鋰電池。
顯而易見，廢舊電池的回收也有助于降低大眾集團對原材料的依賴。
根據(jù)大眾集團的預(yù)估，目前電池組的原材料回收利用率為53%，而上述試點項目可將其提升到72%。大眾集團相信，未來10年內(nèi)，該集團能將電池組原材料的回收利用率提升到97%。
事實上，汽車制造商、電池廠商等在電池回收方面負有義不容辭的責任。豐田、比亞迪、日產(chǎn)、戴姆勒、寶馬、大眾、雷諾、通用等主流車企已經(jīng)對動力電池及材料回收開始摸索。
歐盟、中國、日本、美國等國家和地區(qū)已經(jīng)從政策層面進行頂層設(shè)計與規(guī)劃。以中國為例，2018年工信部聯(lián)合七部委出臺《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》等一系列政策新規(guī)，今年2月22日工信部發(fā)布的《新能源汽車動力蓄電池回收利用調(diào)研報告》，預(yù)示著動力電池回收即將進入規(guī)范化管理階段。
但是，多位專家指出，目前動力電池回收市場亂象叢生，小黑作坊活躍。一方面，政府應(yīng)鼓勵規(guī)范性企業(yè)進入，降低行業(yè)“門檻”；另一方面，由于當前動力電池回收模式尚不清晰，企業(yè)難以盈利，建議政府在規(guī)范管理的同時加強對企業(yè)的扶植。
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