集微网 · 2021年07月05日

【芯视野】2020年总量达20万吨 首批新能源汽车电池“退役潮”来临

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(集微网报道)随着碳达峰、碳中和目标的迫近,燃油车向新能源汽车的转变开始加速推进。公安部数据显示,最近连续3年,每年新增新能源汽车保有量超过100万辆。在新能源汽车中,动力电池及相关系统在总成本中占据重要分量。随着使用寿命的逐步到期,动力电池面临退役,这其中,大量电池仍有巨大再利用价值,同时,一些需要报废的电池如何做到贵金属材料回收,同时不污染环境也是一大挑战,动力电池回收再利用产业亟需跟上。

首批新能源汽车电池退役潮来临

一位锂电池领域从业者告诉记者:“锂电池每充放电循环一次,它的可充电量就会降一点,当电池的充电容量衰减到初始容量的80%时,对于汽车应用,这样的电池就建议换掉,即面临退役。实际应用中,汽车电池的使用年限与它的循环次数有关,视车子使用频繁与否,汽车电池的实际使用年限长短不一。一般的厂商推荐的电池退役时间约为6年左右。”

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来源:据中汽协数据整理

作为新能源汽车产销大国,我国的新能源汽车的高速增长起于2014-2015年,中汽协数据显示,2014年到2015年,中国新能源汽车销量分别为7.5万辆、33.1万辆。按照动力电池6年退役来测算,从2020年开始,每年面临退役的动力电池数量在急速增长。最新统计显示,2020年我国动力电池累计的退役总量约20万吨,到2025年这一数字预计将升至约78万吨。

退役动力电池的流向:梯次利用和拆解回收

对于退役动力电池的去向,工信部牵头2018年印发的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》(以下简称《暂行办法》)有明确规定:鼓励开展梯次利用和再生利用,推动动力蓄电池回收利用模式创新。

《暂行办法》中指出,梯次利用就是将废旧动力蓄电池(或其中的蓄电池包/蓄电池模块/单体蓄电池)(包括锂离子电池、金属氢化物/镍动力蓄电池等)应用到其他领域的过程,可以一级利用也可以多级利用。而再生利用就是俗称的拆解回收。

对于时下纯电动汽车中普遍使用的锂电池来说,所谓梯次利用就是指大功率使用过的锂电池,分检后再用于小功率应用中。

据悉,新能源汽车上装载的是一个完整的电池包,里面有多个电池组,回收后可以拆解成模组或电芯,再制作成用于小功率电动车、太阳能路灯等产品的电池使用,也可以将这些电池连接在一起,用于风电、光电等场景的储能应用。这其中,储能应用被认为是梯次利用的一个主要发展方向。

除了梯次利用以外,对于彻底坏掉的电池,或电池容量低于初始容量的30%的电池,还可以继续拆解,回收其中的贵重金属。例如:电池正极材料里的镍、钴、锰、锂等。尤其是钴和锂,钴是我国稀缺的金属元素,而锂虽然国内绝对含量不少,但开采难度很大。随着电动汽车产销快速增长,这些贵重金属的价格也水涨船高,从废弃电池中进行回收不仅可以节约宝贵资源,还可能有利可图。

回收再利用已现乱象,产业亟待规范前行

面对着大量有待退役的动力电池,国内的回收再利用行业无论在技术上还是在规范管理上都亟待完善。

从退役电池再利用的第一步-回收来看,目前国内还没有建立起一个完善的回收机制与网络。统计数据显示,目前我国有20多家正规的大型动力电池回收企业,有充足的处理产能,但对应的实际回收量却只有2-3万吨左右/年,大量的退役电池没有回收到有处理能力的正规回收企业。业内人士对此指出,行业缺乏回收企业准入管理,退役电池流向更多受价格导向,一些操作灵活、规范性差的小作坊式企业经营成本较低,在报价方面具备更强竞争力,反而比正规企业更易获得回收电池。好在前不久工信部等四部委印发的《汽车产品生产者责任延伸试点实施方案》已规定:“充分发挥汽车生产企业在汽车产品全生命周期的主体作用,探索建立汽车产品生产者责任延伸管理制度”,简言之就是“谁生产,谁负责”,在责任主体已明确的情况下,退役电池的回收网络相信会在各电池生产商与汽车厂商的主导下逐渐完善起来。

从退役电池最有发展前景的梯次利用来看,国内在这一领域已进行了一些探索。此前工信部发布的调研报告显示,深圳市退役的大部分动力蓄电池交由电池生产企业回收存储,用于梯次利用研究;北京新能源公交车动力蓄电池主要采取租赁方式,退役后交由北京电力公司用于梯次利用储能产品研究或回收利用企业处理。

但梯次利用还处于起步阶段,仍面临着技术上的挑战。以目前国内新能源汽车主要装载的锂离子电池为例,不同厂家规格多有不同,产品在结构设计、连接上有很大差异,让批量拆解重组无法自动化进行,同时,对旧电池的检测评估体系也有待完善。

6月22日,国家能源局组织起草的《新型储能项目管理规范(暂行)(征求意见稿)》(以下简称《征求意见稿》)提出,“在电池一致性管理技术取得关键突破、动力电池性能监测与评价体系健全前,原则上不得新建大型动力电池梯次利用储能项目。已建成投运的动力电池梯次利用储能项目应定期评估电池性能,加强监测、强化监管。”可见,尽管梯次利用被认为是很有前景的一个发展方向,但在条件尚未满足前,目前用于大型储能的梯次利用暂时被“冻结”。

而拆解回收贵重金属的操作,面临着金属回收率不高、多种电池回收处理兼容性不强等问题。受退役电池数量、原材料市场行情以及技术手段影响,从事拆解回收的收益具有一定的不确定性,对企业的积极性也有很大影响。

在主流的回收再利用渠道还待完善的同时,小作坊式的拆解回收却充满隐患。据人民日报报道,部分退役之后的动力电池流入“黑作坊”制成小型充电宝,或者简单加工冒充新电池,甚至用土办法提取贵金属。因为缺乏专业的设备和电池处理技术,这些小作坊在处理回收过程中,很容易引发安全和环境问题,造成对环境的二次污染,同时,流入市场的小型充电宝和电池,如没有经过严格的测试达到一定的技术标准,也同样面临热失控等使用过程中的安全问题。

作为新能源汽车大产业链上的重要一环,在动力电池退役潮来临之际,回收再利用环节亟待建立与完善,这个过程中,离不开相关的政策、法规及具体管理规范。厘清各方的权利和义务,疏通产业链的各个环节,从政策引导到市场驱动,动力电池回收再利用商业模式才能逐渐成熟,行业发展方能进入良性阶段。(校对/Sky)

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