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电动汽车退役动力电池都有哪些处理方式?

   日期:2022-03-02     浏览:648    评论:0     买帖  | 修改  | 投诉  | 刷新

2016年开始,国家规定在8年或12万公里质保期内,电池性能“衰减不得超过20%”,否则厂家要进行免费更换。也就是说当动力电池容量低于80%的时候,动力电池就要从新能源汽车上退役了。

据中国汽车技术研究中心测算,2020年国内动力电池累计退役总量约20万吨,而到2025年该数字将升至约78万吨。预计2025年之后,每年退役电池数量增长更将超百万吨,未来的形势会更加严峻。

电动汽车退役动力电池都有哪些处理方式:

1. 梯次利用

梯次利用是指使用过的产品已经达到原生设计寿命,再通过其他方法使其功能全部或部分恢复的继续使用过程。原理和小时候看到的南孚电池广告一样,遥控车上不能用了,放到遥控器上还能再用。

具体到动力电池上,梯次利用是指电池容量在40%-70%的退役电池,经过分选评估、成组均衡等技术,在备用电源、通信基站等领域得到重新利用,将其价值最大化。

然而,大范围推广梯次利用,目前还有一些阻碍:

(1)电池质量问题

不是所有的退役电池都能被用来梯次利用。目前市面上退役的动力电池大多是第一批投入市场的新能源车动力电池,寿命较短,且标准化程度十分低下(电池大小、型号、生产记录和编码不统一),电池的一致性差,电池寿命和稳定性难以保证,该类电池若被用于梯次利用领域,可能带来安全隐患。

(2) 成本问题

退役电池要再次利用,要经过检测、拆解、重组、维护等几个环节。然而目前国内的电池回收体系不完善,梯次利用技术还不成熟,这些都给梯次利用增加了成本。据全国能源信息平台数据,假设退役动力电池的采购成本为20美元/kWh且可利用率为60%,则电池回收拆解重组成本为71.7美元/kWh。当梯次利用一块电池还不如重新购买一块电池便宜的话,梯次利用就更没有市场了。

(3)政策准入问题

另外,关于梯次利用的政策也处在变化之中。在《新型储能项目管理规范》的征求意见稿提到 “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”。

后续的正式文件中则放松了限制:“新建动力电池梯次利用储能项目,必须遵循全生命周期理念,建立电池一致性管理和溯源系统,梯次利用电池均要取得相应资质机构出具的安全评估报告。”

梯次利用

2. 回收拆解

动力电池主要由正极、负极、隔膜、外壳等不同部分组成。拆解回收动力电池,主要是将其中的金属材料(比如镍和钴)提取出来,进行再次利用。主要分以下几个步骤:

(1)前处理步骤

这一步骤是将动力电池进行物理拆解,将电池单体中的不同组分进行有效分离,富集其中的有价金属组分。 目前主要采用机械破碎的方式,将单体电池破碎成为不同粒径大小的粉末。之后通过各组分之间物理性质存在差异的特性,利用风选、磁选、电流分选等方法,分离出塑料、铝、铁、铜以及有价金属含量高的电极材料。

(2)金属提取步骤

在获得了有价金属含量高的电极材料之后,下一步就是要进行有价金属的提取,可以通过火法冶金。

火法冶金技术是将电极材料置于高温炉中还原熔炼,其中的有价金属组分会被还原到镍钴合金,再经过湿法冶金进一步处理回收制备电极材料,该方法的耗能大,排放高。

而湿法冶金技术,则是通过浸出、萃取、沉淀、电化学等方法来提取金属。因为能耗低、环境污染小、设备投资小,湿法冶金是目前动力电池回收企业的主流技术。例如

提到的广东邦普、赣州豪鹏、华友循环等均采用这一工艺回收废旧动力电池。

 

(3)材料再生步骤

这一步骤目前成熟的工艺主要是制备单一金属盐,是目前国内外动力电池回收的主流工艺。它和前面说的湿法冶金原理类似,就是通过溶剂萃取、化学沉淀以及化学结晶的方法,从浸出液中分离、制备出镍、钴以及锂盐。

目前国内的废旧动力电池回收体系仍有待完善,缺乏强有力的制度监管;现在退役的动力电池多是初代动力电池,品质不高,标准不统一,所以拆解不便,这又加剧了电池回收的经济性问题,造成通过电池回收获取所需材料的成本高于原矿冶炼方法,久而久之退役电池越来越多,却也得不到妥善的处理。

所以要让退役电池老有所安,就需要强有力的监管及产业链上下游企业的共同参与。为了强化溯源监管和回收,工信部已经发布实施了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,还与科技部等部门联合印发《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》等等一系列措施。据报道,截至2021年9月底,171家新能源汽车生产及综合利用企业已经在全国31个省市区设立了回收服务网点9985个。同时,从电池质量的角度考虑,也需要设计开发易于拆解、寿命长、数据可追溯监测的电池产品。

相信从政策支持,体系完善,产品设计几个方面一起发力,完善退役动力电池回收系统,退役电池大规模被有效地利用之日可待。

 
标签: 电池
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