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新能源汽车电池回收利用现状如何?
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  • 发表时间:2018-09-20 16:58
  • 来源:未知

  随着电动汽车的日益普及,在关注大气环境的同时,另一个问题也将渐渐浮出水面,那就是动力蓄电池的回收与利用。

 

  现在国内汽车动力回收产业刚刚起步。2015年,报废动力电池累计为2万~4万吨,对应的电池回收率仅为2%,以现在的回收产能根本无力负担2020年预计的12万~17万吨的报废电池。因此,在回收利用管理制度建设、先进技术创新、模式探索、标准体系构建等方面存在的很多问题亟待解决。

 

  现在汽车动力电池回收产业的主要问题:

 

  1)废旧汽车动力电池拆解工序复杂且具有安全隐患

 

  由于国内动力电池在尺寸及结构规范尚没有统一的可依据的法规,现在国内各电池厂家属于八仙过,海各显神通。电池系统设计完全不同使得无法采用同一套拆解流水线适合所有的电池包和模组,导致电池拆解时极为不便。如果要进行自动化拆解,那面对现在大小不一,形状不一的电池包及模组,需要对生产线的灵活性有很高的要求,从而导致处置成本过高。

 

  现国内基本都是靠人工拆解,工人的技能水平直接影响着电池回收过程效率,同时由于电池包本身具有高能量,可能会发生短路、漏液等各种安全问题,进而可能造成起火或爆炸,导致人员伤亡和财产损失。因此,需要企业仔细研究电池包拆解过程中安全及效率的问题。
 

 

  2)产品一致性差且剩余寿命及电池状态无法系统评估

 

  废旧汽车动力电池在重新进行梯次利用时必须经过品质检测,将电芯分选分级,包括安全性评估、循环寿命测试等,将电芯分选分级,再重组后才可以被再利用。但是如果动力蓄电池在服役期间没有完整的数据记录,再利用过程进行电池寿命预测时,准确度可能会下降,电池的一致性无法保障,同时测试设备、测试费用、测试时间、分析建模等成本都会增加。

 

  由于不同电池的内阻特性、电化学特性、热特性相同,电池的不一致性和可靠性可能也无法保证,如果一些存在问题的电池在筛选过程中没有被检验出来,而再次被使用,会增加其他整个电池系统的安全风险。所以,如何做到快速无损准确的检测,是该种情况下梯级利用的关键所在。

 

  3)系统集成技术不成熟

 

  由于电芯之间的连接通常都是激光焊接或其他刚性连接工艺,难以做到无损拆解,动力蓄电池梯级利用时最合理的是拆解到模组级,然而不同批次甚至不同厂家生产的电池模组,要实现在同一系统中混用,需考虑并解决以下系统集成技术:分组技术:根据材料体系、容量、内阻、剩余循环寿命等参数重新对电池模组进行分组并建立数据库。

 

  分组参数设定要合理,若参数设定区间过大,模组离散性大,成组为系统后,对系统性能和寿命影响大;若参数设定区间过小,分组过于严格,会导致可匹配的模组少,系统集成困难。系统柔性设计:设计系统结构时需要充分考虑不同模组可能具有的尺寸、重量和串并联数,所以设计时应该是在空间上有很大的弹性,以兼容不同的模组,固定方式既要考虑紧固性和可靠性,又要考虑弹性和便于快速装卸。

 

  4)回收利用经济性欠佳

 

  汽车动力电池回收前必须先进行预处理,包括放电、拆解、粉碎、分选。拆解之后的塑料和金属壳体可以回收,但代价高昂:因为残余电压仍然高达数百伏(不包括18 6 5 0 电池),有一定危险;电池壳体为了安全需要,封装为不可自拆卸的形式,打开颇费功夫。就预处理环节而言,肯定是赔本买卖。

 

  就算是锂电池,正极材料也是五花八门,主流的就有钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等。用酸碱溶液浸出,然后再经过多种化工程序,对金属氧化物进行萃取。但这些氧化物的成分萃取条件不同,混合液更为棘手。事先按照正极材料对电池分类,成本也不低。回收正极金属,已经是电池回收行当中最有利可图的一个环节。

 

  但是程序太过复杂,会算账的企业都对之却步,除非金属价格高到2011 年的份儿上。现在大宗商品和有色金属、稀土产品价格都在低谷徘徊,用这些方法回收金属相当不划算,更别提事后麻烦更大的废液处理。照目前的技术水准,单只废液处理一项,就足以吃掉可怜的回收金属收益。

 

  而负极材料都是石墨(硅电池只是试验室规模),该材料太便宜,只能做丢弃掩埋处理。幸好石墨本身并不污染环境,只占用空间。在目前技术条件下,没有公司会主动投入回收产业。

 

  国内动力蓄电池品种繁多,电池构造复杂且没有固定标准,造成拆解回收工艺复杂,回收成本高,企业缺乏回收热情,难以形成产业化经营,且重组技术手段不成,加之政府缺乏监管及鼓励政策,动力蓄电池回收面临极大困难。

 

  电动汽车的动力蓄电池不同于一般的家用电池,属于电池中的“大件”和“耐用品”,就像汽车发动机一样,完全可以实现从生产到报废的全过程跟踪。建立一个综合管理平台,可以把每一辆电动汽车的每一个动力蓄电池都管理起来,防止这些电池成为普通垃圾,对环境造成不可挽回的破坏。

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