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我国动力电池废电池走向回收利用的初级阶段

来源:安德普电源科技有限公司作者:高频智能充电机发布时间:2019-11-11 09:54

 

动力电池
我国新能源汽车产销量居世界第一。根据中国汽车工业协会公布的数据,2019年1-8月,我国新能源汽车销量为79.3万辆,同比增长32%。随着新能源汽车的大规模推广应用,废旧动力电池的综合利用显得尤为迫切。
最近,工业和信息化部修订了《新能源汽车废动力电池综合利用行业标准条件》(以下简称《标准条件》)和《综合利用行业标准公告管理暂行办法》《新能源汽车废动力电池》(以下简称《办法》)于2016年发布,并正式征求公众综合利用意见,提出了更加完善、更加安全、更加节能环保的要求。
 
回收利用仍处于初级阶段
根据中国汽车技术研究中心测算,结合汽车报废寿命、电池寿命等因素,2018年至2020年,中国废动力电池总量将达到12-20万吨,2025年将达到35万吨。可以说,新能源汽车动力电池大规模报废的浪潮即将到来。
天能集团董事局主席张天仁在接受科技日报记者采访时表示:“动力电池的使用寿命一般为5-8年,有效寿命为4-6年,这意味着首批投放市场的新能源汽车动力电池基本处于淘汰临界点。”正常情况下,当动力电池的容量降低到80%以下时,将不能完全满足汽车的动力需求,可以逐步应用到其他领域。
根据工信部发布的《新能源汽车动力电池回收利用研究报告(简介)》显示,目前动力电池的梯次利用大多处于试验和示范阶段,主要集中在后备电源、储能等领域,等,2018年,中国铁塔公司停止采购铅酸电池,大力推广锂电池梯队利用。在全国31个省市约12万个基站开展梯队电池备份应用,加强备份、储能、外发应用场景业务开发。国家电网建设了用于接收可再生能源发电和调频的磷酸铁锂电池储能系统1兆瓦时示范工程。
张天仁说,目前,退役新能源汽车动力电池主要有两个方向,一是梯次利用,二是回收利用。拆解废弃电池后,其中的重金属将被提取并重新利用。”从整个生命周期来看,梯队电池最终报废后也需要回收利用,“国家非常重视动力电池的回收利用。2018年,工信部、环保部等国家部委联合发布《新能源汽车动力电池回收利用管理暂行办法》等规定,加强动力电池回收管理,规范行业发展,促进资源综合利用。然而,动力电池的再生与再利用仍然是一个新的领域,还处于起步阶段,面临着许多困难和不足。规范条件和措施的及时修订尤为关键和重要。

建立健全综合利用数据库
新发布的《规范和条件》修订版和《办法》修订版在2016年相关文件的基础上进行了修订和完善,特别体现了科技推动动力电池溯源利用更加完善和安全。
在废旧电池的回收中,可追溯性被认为是一个关键环节。根据《新能源汽车动力电池回收利用追溯管理暂行规定》,将建立新能源动力锂电池生产、销售、使用、报废、回收利用全过程信息采集综合追溯管理平台,并测试各环节主体恢复责任的履行情况。
张天仁表示,目前我国电池回收体系还不完善,汽车生产企业、电池生产企业、回收企业、回收企业之间还没有建立起有效的合作机制,权利和责任还不够明确。这些制度和措施对提高废旧电池的有效利用率起到了积极作用。规范条件修订版强调了动力电池可追溯性管理的进一步完善。
例如,在“技术、设备、工艺”的总体要求中,在规范条件修订版中增加了一条,“应满足新能源汽车动力电池回收利用追溯管理的要求,并具有信息追溯能力,如可追溯信息系统、编码标识和其他辅助设施和设备,当提到“电子元件、金属、石墨、塑料、橡胶、隔膜、电解质和其他在综合利用过程中产生的零件和材料”时,不能处理,要求企业“按照国家有关要求,将符合条件的企业集中处理”,“做好跟踪管理工作”;在“产品质量和职业教育”条款中,要求回收企业从以往的“建立完整的可追溯体系”到“建立完整的信息化生产过程管理体系”,这也有利于建立一个较为完整、成熟的废旧动力电池综合利用数据库。
安全性是动力电池发展的基础。同样,修订后的规范条件对动力电池回收过程中的安全性提出了更高的要求。其中,在“环保要求”条款中,对“气体”单独增加了更为详细的处理要求,“在常温常压下易燃易爆的综合利用过程中产生的残留物和排放有毒气体,必须进行预处理,使其稳定,然后储存,否则将作为易燃易爆危险物品储存;”在“安全生产”中,“个人健康和社会责任”条款中增加了对运输的新要求:“废动力电池的运输应符合国家有关法律法规的要求,电池结构应尽可能完整。运输前应根据废动力电池的安全特性进行分类,并按有关标准采取相应的运输方案,采取防火、防水、防爆、绝缘、隔热等安全保证措施,制定应急计划。”

关键共性技术亟待突破
中国锂资源量约700万吨,居世界第四位。但由于锂矿石品位低、净化难度大、成本高,每年需要进口大量锂矿石,对外依存度超过85%,“中国需求”也推动电池级碳酸锂价格飞涨,从2015年初的不足5万元/吨,到2017年底的18万元/吨,增长近三倍,不利于新能源汽车产业的发展,对我国资源安全挑战提出了严格要求。
张天仁说,废动力电池是一个有价值的“城市矿山”,金属含量远高于矿石,回收锂、钴、镍等有价值的金属,可以提高资源利用效率,减少对国外的依赖。如果废动力电池处置不当,随意丢弃,将对生态环境造成极大危害。”例如,正极材料中的钴、镍等重金属元素,电解液中的有机物,负极材料中的碳等会对水和土壤造成严重污染,特别是重金属一旦渗入土壤,几十年内很难恢复。”
因此,在节能环保方面,修订后的《规范条件》首次提出锂元素回收率标准,即不低于85%,采用材料修复工艺的材料回收率不低于90%。为避免技术落后、技术落后的“小作坊”回收利用对行业整体健康发展的影响,修订后的《规范条件》对环保要求进行了升级。新建、改建、扩建的综合利用企业,应当严格执行环境评价制度,对列入固定污染源排放许可证分类管理目录的建设项目,按照有关管理要求申请排放许可证国家排放许可证管理规定;综合利用过程中产生的废水、废气、工业固体废物等在线监测装置由过去的“鼓励安装”改为“要求安装”等。
修订后的《规范和条件》强调,“选择生产自动化效率高、能耗指标先进、环保标准高、资源综合利用率高的生产设备和设施,同时应采用节能、环保、清洁、高效、智能的新技术和新工艺,“张说,目前再生技术还不成熟,自动化水平低,成本高。”针对废旧动力电池回收利用的薄弱环节,组织产学研联合,不断提高工艺装备水平、金属精炼技术水平、节能降耗水平,突破关键共性技术,有效降低生产成本,逐步培育成熟的产业体系。”

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