新能源汽車的蓬勃發(fā)展，以及政策和市場的推動，使我國成為全球最主要的鋰離子電池生產(chǎn)和消費(fèi)國。大量鋰離子電池進(jìn)入市場，廢舊鋰離子電池回收和再利用問題也成為行業(yè)重大挑戰(zhàn)。

大規(guī)模報廢期將至

中國汽車技術(shù)研究中心發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，今年新能源汽車動力電池將逐步進(jìn)入大規(guī)模報廢回收期，預(yù)計到2020年我國動力電池回收量將超過22萬噸，2022年將達(dá)到42.2萬噸。

據(jù)了解，目前動力電池的回收利用分為梯次利用和拆解回收，梯次利用主要針對容量降低、無法使電動車正常運(yùn)行但本身沒有報廢的電池，但仍可在電力儲能等領(lǐng)域繼續(xù)使用；拆解回收則是對電池容量損耗嚴(yán)重的報廢電池進(jìn)行資源化處理，回收有利用價值的再生資源。“舊電池回收的目的是梯次利用。無梯次利用價值的電池稱為廢電池，把廢電池集中處置，是為了資源再生，也為防止污染。”中國工程院院士楊裕生指出。

面對目前動力電池的回收現(xiàn)狀，中國電池工業(yè)協(xié)會理事長趙金生表現(xiàn)出擔(dān)憂，“現(xiàn)階段我國廢舊鋰離子電池回收體系尚不健全，回收技術(shù)和商業(yè)模式還沒達(dá)到成熟的標(biāo)準(zhǔn)。”中國電動汽車百人會理事長陳清泰也表述了類似觀點(diǎn)，“目前，利用技術(shù)不成熟，收購網(wǎng)絡(luò)不完善，管理措施不健全，支持政策不到位等問題仍在困擾著我國動力電池回收行業(yè)，商業(yè)模式和盈利模式尚待探索。”

回收多題待解

“我國鈷、鎳資源少，價格受制于人，難以支撐千萬輛級別電動車的生產(chǎn)。”楊裕生在談到電池產(chǎn)業(yè)面臨的困境時坦言。

目前，我國新能源乘用車電池的主流技術(shù)路線為三元電池，即以鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰為正極材料的鋰電池，鈷作為穩(wěn)定劑不可或缺。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國鈷礦中含鈷量僅為0.02%，已探明的可開采量僅為8萬噸，用于電池生產(chǎn)的鈷資源嚴(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。”清華大學(xué)教授徐盛明強(qiáng)調(diào)。

同時，企業(yè)忽視電池安全性，盲目提高電池比能量的問題也令人擔(dān)憂。“為了提高比能量，三元電池鎳鈷錳的配比從333、523進(jìn)化到622、811，通過增加鎳含量來提高電壓，熱失控溫度越來越低！”楊裕生表示，動力電池的安全性與比能量實(shí)際存在直接關(guān)聯(lián)，“發(fā)展電動汽車的目的是節(jié)能減排，有的電動汽車只節(jié)油，并不減排。目前很多政策存在誤導(dǎo)性，忽略了電池比能量越高，電池就越多，而安全性越低的問題，這背離了節(jié)能減排的初心。”

此外，梯次利用的體系不健全，仍是目前舊電池回收領(lǐng)域面臨的最大問題。國家863電動車重大專項(xiàng)動力電池測試中心主任王子冬表示，電池容量達(dá)到何種程度可以進(jìn)入下一階梯利用，達(dá)到何種程度不能進(jìn)行梯次利用而需要進(jìn)入回收程序，目前沒有明確標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)了解，目前能夠應(yīng)用于梯次利用的早期動力電池只有極少數(shù)優(yōu)質(zhì)磷酸鐵鋰電池，其余電池包括三元電池在內(nèi)都不具備利用價值。針對這一現(xiàn)象，中國科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰認(rèn)為，使用一段時間后，三元電池很難保證電池內(nèi)部材料電化學(xué)性能的均一性，所以用于梯次利用存在安全風(fēng)險。此外，黃學(xué)杰還表示，成組電池如果拆解會大幅度增加成本，只有不拆解電池包直接進(jìn)行應(yīng)用才有價值。

未來看好磷酸鐵鋰電池

我國鈷鎳匱乏的客觀條件，是三元鋰電池價格居高不下的重要原因。但磷酸鐵鋰電池則相反，由于不含任何貴金屬，而且其正極材料的主要原料氧化鐵、碳酸鋰等在中國儲量非常豐富。楊裕生對目前國內(nèi)磷酸鐵鋰電池的發(fā)展充滿了信心，“目前，磷酸鐵鋰電池單體比能量已在140Wh/kg~180Wh/kg，電池循環(huán)壽命超過3000次，成組的價格約為1元/Wh，在梯次利用中更突顯安全性。”

針對電池梯次利用中存在的問題，建立可追溯的電池管理系統(tǒng)是眾望所歸。7部委聯(lián)合發(fā)布的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》已在8月1日開始實(shí)施，該《辦法》要求汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)動力蓄電池回收的主體責(zé)任，同時建立“新能源汽車國家監(jiān)測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺”，對動力蓄電池生產(chǎn)、銷售、使用、報廢、回收、利用等全過程進(jìn)行信息采集，對各環(huán)節(jié)主體履行回收利用責(zé)任情況實(shí)施監(jiān)測。對此，黃學(xué)杰表示，只有在對動力電池包的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上設(shè)計與之一一對應(yīng)的管理策略，才能讓其發(fā)揮好二次生命的價值。

“要堅持安全第一，梯次利用和廢電池處置要有系統(tǒng)性的安排，鋰離子電池使用全過程應(yīng)要免受損傷。“楊裕生強(qiáng)調(diào)，安全性是動力電池回收利用中需要關(guān)注的重點(diǎn)，全過程綠色、節(jié)能的生產(chǎn)工藝是未來電池技術(shù)的發(fā)展趨勢。“鋰離子電池回收、處置要重視創(chuàng)新，廢電池處置要做到高度環(huán)保，鼓勵創(chuàng)新環(huán)保型廢電池處置工藝流程，做到資源全部循環(huán)利用。”

此外，發(fā)展增程式電動汽車技術(shù)，減少純電動車的電池使用量，也可以從根本上減少廢電池的產(chǎn)生。作為該技術(shù)的倡導(dǎo)者，楊裕生說：“有人質(zhì)疑增程式還是要燒油，不是最終的目標(biāo)。但我認(rèn)為要以節(jié)能減排作為橫向標(biāo)準(zhǔn)，來檢驗(yàn)政策和技術(shù)路線。電動汽車最終目標(biāo)未必是不燒油的純電動車，很有可能是不燒油而燒醇類的增程式電動車。我們需要第三代增程式投產(chǎn)，來應(yīng)對補(bǔ)貼減少對電動汽車的沖擊。”