中國(guó)動(dòng)力電池回收行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展特點(diǎn)

• 2019年1月23日 WuZhiCong來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 1281 84
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第一節(jié)中國(guó)動(dòng)力電池回收行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析

一、中國(guó)動(dòng)力電池回收行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

新能源汽車(chē)現(xiàn)在雖未進(jìn)入大規(guī)模報(bào)廢階段，不過(guò)近兩年其數(shù)量的極速上升將必然導(dǎo)致其動(dòng)力電池回收問(wèn)題成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。2015 年我國(guó)新能源車(chē)電池累計(jì)報(bào)廢量約在1.5萬(wàn)噸，到 2020 年前后，我國(guó)僅純電動(dòng)乘用車(chē)和混合動(dòng)力乘用車(chē)的動(dòng)力電池累計(jì)報(bào)廢量就將會(huì)達(dá)到 12~17 萬(wàn)噸的規(guī)模。

隨著北京 2 000 輛新能源車(chē)動(dòng)力電池已過(guò)五年質(zhì)保期，以及北京新能源車(chē)保有量已接近 15 萬(wàn)輛，國(guó)家回收標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)已經(jīng)如箭在弦上。新能源汽車(chē)動(dòng)力電池的回收與再利用已成為一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。再以深圳為例，沃特瑪公司生產(chǎn)新能源車(chē)動(dòng)力電池時(shí)間較早，由于新能源車(chē)動(dòng)力電池的質(zhì)保年限為五年，目前深圳全市已有 2 000 輛配備沃特瑪動(dòng)力電池的新能源車(chē)出保。幾年之后，隨著新能源車(chē)銷(xiāo)量的快速提升，企業(yè)將面臨大規(guī)模動(dòng)力電池回收的難題。

國(guó)內(nèi)各電池生產(chǎn)企業(yè)以及新能源整車(chē)企業(yè)對(duì)于超過(guò)質(zhì)保期的動(dòng)力電池回收后的利用都沒(méi)有統(tǒng)一方案。據(jù)介紹，沃特瑪目前將該公司回收的出保動(dòng)力電池進(jìn)行安全檢測(cè)后形成一個(gè)蓄電站，保障白天工廠所需電力。由于公司所在地的電費(fèi)是白天 1 元 /度，晚上 0.2 元 /度，所以通過(guò)由出保電池組成的蓄電站“晚上充電、白天放電”，可以為公司節(jié)省一部分開(kāi)支，也實(shí)現(xiàn)了出保動(dòng)力電池的循環(huán)使用。

盡管政策頻出，但動(dòng)力電池回收方面并沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性成效。國(guó)內(nèi)的純電動(dòng)車(chē)廢舊電池回收遠(yuǎn)比想象中困難，這主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面;首先是鋰電池組構(gòu)造沒(méi)有固定標(biāo)準(zhǔn)，回收工藝繁瑣;其次鋰電池組回收點(diǎn)少，政策細(xì)則不甚完善，補(bǔ)貼后續(xù)措施沒(méi)有跟上，鼓勵(lì)回收力度不夠，導(dǎo)致回收者積極性不高;最重要的是鋰電池組再利用工藝復(fù)雜落后，成本超過(guò)商品市場(chǎng)價(jià)值。以上現(xiàn)象出現(xiàn)的根源還是盡管法律有所規(guī)定，但并沒(méi)有形成統(tǒng)一的廢舊動(dòng)力電池回收系統(tǒng)。

從政策層面看，感覺(jué)是政府在以一己之力推動(dòng)車(chē)企回收電池，車(chē)企不主動(dòng)的根本原因在回收電池賺不到錢(qián)，如果能優(yōu)化鋰電池組回收和再利用的工藝難題，使之商業(yè)價(jià)值能大于成本，那么此現(xiàn)象將出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。

從技術(shù)層面看，回收電池的技術(shù)路線相當(dāng)復(fù)雜，比如在對(duì)廢鋰電池的處理上，首先要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，包括放電、拆解、粉碎、分選;拆解之后的塑料以及鐵外殼可以回收;然后再對(duì)電極材料進(jìn)行堿浸出、酸浸出，多種程序之后然后再進(jìn)行萃取。這套復(fù)雜的程序使得很多回收企業(yè)都望而卻步。

目前我國(guó)動(dòng)力電池研究主要還是集中在提高其安全性能及使用壽命方面，而對(duì)于回收利用環(huán)節(jié)是相當(dāng)少的，甚至是嚴(yán)重脫節(jié)的。在當(dāng)前的國(guó)內(nèi)新能源車(chē)動(dòng)力電池回收領(lǐng)域，普遍通過(guò)消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的氫鎳、鎘鎳、鋰電池的回收處理方法，提取其中有價(jià)值的金屬，這種形式在新能源車(chē)保有輛少的情況下勉強(qiáng)能解決動(dòng)力電池回收問(wèn)題。隨著電動(dòng)車(chē)需求全面攀升，到 2017 年鋰電池將會(huì)供不應(yīng)求。作為動(dòng)力電池的鋰離子電池含有汞、鎘、鉛等大量重金屬元素，而其正負(fù)極材料、電解質(zhì)溶液等物質(zhì)對(duì)環(huán)境也有相當(dāng)大的影響，每年幾萬(wàn)噸數(shù)量的廢舊電池將來(lái)的處理任務(wù)無(wú)疑是艱巨的，因此，業(yè)內(nèi)專家呼吁要盡快研究動(dòng)力電池回收以及再利用的問(wèn)題，同時(shí)還要成立專門(mén)的回收機(jī)構(gòu)。

二、中國(guó)動(dòng)力電池回收行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)

1、先梯級(jí)利用，后再生利用

車(chē)用動(dòng)力電池報(bào)廢后如不進(jìn)行必要的處理，會(huì)造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。我國(guó)車(chē)用動(dòng)力電池絕大多數(shù)為鋰離子電池，其中雖然不含汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素，但如果處理不當(dāng)仍會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大污染。

比如廢舊鋰離子電池的電極材料進(jìn)入環(huán)境中，可與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成重金屬污染、堿污染和粉塵污染;電解質(zhì)進(jìn)入環(huán)境中，經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)，可能造成氟污染和砷污染。

有研究顯示，回收鋰離子電池可節(jié)約51.3%的自然資源，包括減少45.3%的礦石消耗和57.2%的化石能源消耗。鋰離子電池材料中，包含很多有價(jià)值的材料。以一種三元材料電池為例，其中含鎳12%、鈷 5%、錳 7%、鋰 1.2%，如果通過(guò)回收工藝，將有價(jià)值材料再利用，會(huì)達(dá)到節(jié)約資源的目的。

2、生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)回收利用的主體責(zé)任

廢舊動(dòng)力蓄電池應(yīng)該進(jìn)行梯級(jí)利用后再生利用。梯級(jí)利用企業(yè)對(duì)符合要求的廢舊動(dòng)力蓄電池進(jìn)行分類(lèi)重組利用，按照國(guó)家統(tǒng)一編碼標(biāo)準(zhǔn)對(duì)梯級(jí)利用電池進(jìn)行編碼和加貼標(biāo)識(shí)。梯級(jí)利用企業(yè)生產(chǎn)梯級(jí)利用產(chǎn)品過(guò)程中產(chǎn)生的廢舊動(dòng)力蓄電池，應(yīng)移交至再生利用企業(yè)。

3、提高電池全生命周期使用價(jià)值

對(duì)電池剩余使用價(jià)值的浪費(fèi)。動(dòng)力電池報(bào)廢后，除了化學(xué)活性下降外，電池內(nèi)部的化學(xué)成分并沒(méi)有改變，剩余能量完全可以繼續(xù)滿足家庭儲(chǔ)能、分布式發(fā)電、微網(wǎng)、移動(dòng)電源、后備電源、應(yīng)急電源等中小型儲(chǔ)能設(shè)備、大型商業(yè)儲(chǔ)能和電網(wǎng)儲(chǔ)能市場(chǎng)的使用。因此，如果廢舊動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)提高、經(jīng)濟(jì)成本下降，在梯次利用領(lǐng)域，動(dòng)力電池的全生命周期使用價(jià)值將會(huì)得到充分利用。

4、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)據(jù)缺乏和成本偏高

首先，退役電池復(fù)雜性高，拆解不便。比如，電池有方型、圓柱形不同類(lèi)型，其疊片、繞組形式也不同。這些復(fù)雜性導(dǎo)致電池回收再利用或者拆解時(shí)極為不便。如果進(jìn)行自動(dòng)化拆解，對(duì)生產(chǎn)線的柔性配置要求比較高，從而導(dǎo)致處置成本過(guò)高。因此，在目前自動(dòng)化水平不高的情況下，多數(shù)工序是人工完成的。

工人的技能水平可能會(huì)影響著電池回收過(guò)程中的成品率，同時(shí)手工拆解過(guò)程中，電池短路、漏液可能導(dǎo)致起火或者爆炸，對(duì)人身和財(cái)產(chǎn)有潛在安全隱患。

此外，退役電池的再利用必須經(jīng)過(guò)品質(zhì)檢測(cè)，包括安全性評(píng)估、循環(huán)壽命測(cè)試等。但是如果動(dòng)力電池在服役期間沒(méi)有完整的數(shù)據(jù)記錄，再利用過(guò)程進(jìn)行電池壽命預(yù)測(cè)時(shí)，準(zhǔn)確度可能會(huì)下降，電池的一致性無(wú)法保障。張成斌補(bǔ)充說(shuō)，如果一些存在問(wèn)題的電池在篩選過(guò)程中沒(méi)有被檢驗(yàn)出來(lái)，而再次被使用，會(huì)增加整個(gè)電池系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

動(dòng)力電池應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)通用性和易拆解的結(jié)構(gòu)，并對(duì)電池使用國(guó)家統(tǒng)一編碼，以利于后期的回收管理。

三、中國(guó)動(dòng)力電池回收行業(yè)發(fā)展驅(qū)動(dòng)因素

一、環(huán)保角度：動(dòng)力電池含大量重金屬化合物，嚴(yán)重威脅環(huán)境

廢舊動(dòng)力電池含大量重金屬和有機(jī)物，嚴(yán)重威脅環(huán)境和人類(lèi)的健康。雖然廢舊鋰離子電池中不包含干電池和鉛酸電池中的汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素，但是其含有重金屬化合物、六氟磷酸鋰(LiPF6)、苯類(lèi)、酯類(lèi)化合物，難以被微生物降解。廢舊鋰離子電池一旦進(jìn)入環(huán)境中，電池中的重金屬離子、有機(jī)物、碳粉塵、氟化物等將可能造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。其中正極材料中的重金屬鎳、鈷、錳污染使環(huán)境的pH升高，污染水體和土壤;負(fù)極材料中的碳材和石墨會(huì)引發(fā)粉塵污染，嵌鋰也會(huì)使環(huán)境的pH升高;電解質(zhì)及其轉(zhuǎn)化物，如LiPF6、LiBF4、LiAsF6、HF、P2O5、B2O3等，引發(fā)氟污染改變環(huán)境酸堿度，產(chǎn)生的有毒氣體污染空氣并經(jīng)由皮肽、呼吸對(duì)人體造成刺激;電解質(zhì)溶劑及其分解和水解產(chǎn)物會(huì)引發(fā)醛、酮、甲醇等有機(jī)物污染;隔膜材料會(huì)造成有機(jī)物污染;粘結(jié)劑受熱分解產(chǎn)生HF和氟污染。這些都會(huì)嚴(yán)重威脅環(huán)境和人類(lèi)的健康。

圖表：廢舊鋰離子電池中常用組成材料的主要化學(xué)特性和環(huán)境污染

數(shù)據(jù)來(lái)源：中研普華

二、資源角度：國(guó)內(nèi)鎳鈷儲(chǔ)量和需求不匹配，鈷循環(huán)再造電池材料

動(dòng)力電池尤其是三元電池中鎳、鈷、鋰等貴金屬含量高，資源稀缺且價(jià)格不斷上漲。三元材料一般分為兩類(lèi)：NCM(鎳鈷錳)和NCA(鎳鈷鋁)，以最常見(jiàn)的NCM111為例，鎳、鈷、錳的含量分別占12%、3%及5%，，具有較高的回收再利用價(jià)值。磷酸鐵鋰電池雖然不包含鈷、鎳等稀有金屬，但鋰含量達(dá)到1.10%，顯著高于我國(guó)開(kāi)發(fā)利用的鋰礦(鋰礦山中Li2O平均品位為0.8%～1.4%，對(duì)應(yīng)到鋰含量?jī)H0.4%-0.7%)。隨著新能源汽車(chē)的推廣，電池材料需求增長(zhǎng)，在供給緊張的共同作用下對(duì)應(yīng)金屬材料的價(jià)格也經(jīng)歷了暴漲。電池級(jí)碳酸鋰經(jīng)歷2015-2016年的暴漲，目前出廠價(jià)格接近16萬(wàn)元/噸，仍然處于高位;四氧化三鈷價(jià)格從2016年的不到150元/千克漲至近400元/千克;硫酸鎳價(jià)格也從2016年7月份的2.2萬(wàn)元/噸上漲至2.5萬(wàn)元/噸。

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