鋰電池為什么回收那么困難？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-20 17:22
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電動汽車鋰電池的儲能應(yīng)用按使用順序可分為兩部分。前一部分是電動汽車鋰電池壽命結(jié)束前的應(yīng)用，后一部分是電動汽車鋰電池壽命結(jié)束后的儲能應(yīng)用，這是目前提倡的階梯式利用。
在儲能方面，電動汽車自投入使用以來，自然成為儲能應(yīng)用的一部分。電動汽車的使用可以從汽車誕生算起，已經(jīng)有100多年的歷史了。由于電池的存在，行駛距離無法滿足人們的需求，也無法與燃油車競爭。直到最近鋰電池應(yīng)用于電動汽車，電動汽車才重返汽車市場。特斯拉電動車進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用18650節(jié)高性能電池，使一次性充電行駛里程超過500公里。電動汽車優(yōu)越的加速性能和舒適的駕駛體驗(yàn)，增強(qiáng)了人們對電動汽車的信心。隨著電動汽車產(chǎn)銷呈幾何級數(shù)快速增長，鋰電池在電動汽車中的梯次應(yīng)用和報(bào)廢處理已成為亟待解決的問題。
儲能應(yīng)用一般是指將電能、水能、空氣能、電能等能量先儲存起來，然后在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候取出應(yīng)用。電動汽車作為一種電力消費(fèi)品，不同于其他電器。當(dāng)一盞燈通電時(shí)，它會直接變成光。當(dāng)電動機(jī)通電時(shí)，它直接轉(zhuǎn)為動力。當(dāng)電爐通電時(shí)，它直接變成熱。當(dāng)使用空調(diào)時(shí)，它把電變成空調(diào)。當(dāng)電動汽車使用電時(shí)，它們首先將電儲存在鋰電池中，然后在路上將電轉(zhuǎn)換成電能。這就是我們所說的電動汽車的儲能應(yīng)用。這是一種理想的充電方式，在夜間電網(wǎng)較低的時(shí)候，在白天開車上路。在很多情況下，它也會選擇在高峰期充電，然后開車上路。當(dāng)多種電動汽車進(jìn)行充電時(shí)，充電時(shí)間將存在嚴(yán)重的不確定性。這與電網(wǎng)預(yù)期的儲能應(yīng)用有很大差距。在我們推進(jìn)化學(xué)電池儲能應(yīng)用的努力中，大多是指在電網(wǎng)用電量較低時(shí)充電，在電網(wǎng)用電量較高時(shí)反向送電或直接送電給用戶。這是世界上許多國家發(fā)展化學(xué)儲能技術(shù)的目標(biāo)。
電動汽車的高速發(fā)展極大地推動了鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。與2010年相比，鋰電池的能量密度有了很大提高。一次性充電的行駛里程也逐年增加。越來越多的電動汽車行駛超過300公里。目前，許多新能源汽車企業(yè)向消費(fèi)者承諾電池的使用壽命和質(zhì)量保證最長可達(dá)10年，但如果考慮使用環(huán)境等綜合情況，動力電池的平均使用壽命也將不足10年。電動汽車鋰電池的正常使用壽命一般以標(biāo)稱容量的80%為標(biāo)準(zhǔn)，低于此數(shù)量的鋰電池將不在車內(nèi)使用。在實(shí)際使用中，標(biāo)稱容量小于80%的鋰電池可以多次使用，這使得電動汽車鋰電池報(bào)廢后仍在儲能應(yīng)用中發(fā)揮作用。
從理論上講，電動汽車鋰電池報(bào)廢后，其容量不足標(biāo)稱容量的80%可重復(fù)使用或梯次使用。它們還可以根據(jù)不同的電池容量，用于儲能工程或相關(guān)的供電基站、路燈和低速電動車，最后進(jìn)入回收系統(tǒng)。事實(shí)上，雖然儲能工程中單體電池的密度要求沒有動力電池高，但儲能工程中的儲能電池規(guī)模相對較大，通常達(dá)到100千瓦甚至兆瓦，而新能源汽車的電池容量一般為10至50千瓦時(shí)，最大的是100千瓦時(shí)。如果將動力電池用于儲能，無疑需要大量的電池組，這將使整個(gè)儲能電池組面臨一致性管理的困難。
對于鋰電池的回收和再利用，電池制造商應(yīng)該承擔(dān)更大的責(zé)任。雖然電池制造商正忙于擴(kuò)大產(chǎn)能，但他們也應(yīng)注意回收利用的問題，開發(fā)環(huán)保的鋰電池分解和再利用方法。由于技術(shù)不到位，整個(gè)新能源電池回收業(yè)務(wù)鏈沒有完善，整個(gè)產(chǎn)業(yè)閉環(huán)也沒有形成?，F(xiàn)在鉛酸電池、維修場所都可以回收，垃圾分類場所也可以回收，為什么？這是因?yàn)殂U酸回收很容易產(chǎn)生商業(yè)價(jià)值——拿一把螺絲刀，撬開廢電池，倒酸，拿出最值錢的鉛板再轉(zhuǎn)賣賺錢。
為什么鋰電池不能回收？相關(guān)專業(yè)人士認(rèn)為，鋰電池的回收過程過于復(fù)雜，很難直接從廢舊鋰電池中回收正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜等高附加值的中間產(chǎn)品進(jìn)行商業(yè)化。此外，不同廠家的鋰電池材料和配方不同，完成回收難度較大。因此，電池制造商回收和廢棄鋰電池是合理的。特斯拉有一套處理方法回收自己廢棄的鋰電池，不涉及熔化高能耗，可實(shí)現(xiàn)70%以上物質(zhì)的再利用。只剩下一些二氧化碳、水和灰塵，沒有其他污染物。這樣的解決方案值得借鑒。
電動汽車鋰電池后期儲能和回收利用的應(yīng)用存在諸多困難。能否思考一下電動汽車鋰電池早期儲能的應(yīng)用方式，從而將電動汽車鋰電池后期儲能的應(yīng)用推進(jìn)到早期。隨著石墨烯技術(shù)能夠快速充電、循環(huán)壽命更高的鋰電池的生產(chǎn)，我們應(yīng)該充分挖掘鋰電池儲能應(yīng)用的潛力。雖然按照一定的標(biāo)準(zhǔn)要求，當(dāng)鋰電池的容量比標(biāo)稱容量低80%時(shí)，鋰電池不能在車上使用，但一些實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)鋰電池的循環(huán)次數(shù)從標(biāo)稱容量減少到80%時(shí)，鋰電池的循環(huán)次數(shù)可以達(dá)到1000次，當(dāng)它從標(biāo)稱容量的80%降低到60%時(shí)，循環(huán)次數(shù)將達(dá)到甚至超過1000次。因此，降低報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)、延長使用時(shí)間是可行的，可以提高電動汽車的使用效率。當(dāng)然，當(dāng)一些鋰電池的標(biāo)稱容量低于80%時(shí)，其循環(huán)壽命會突然下降，這也是可能的。因此，鋰電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)在使用說明書中注明電池的循環(huán)壽命從標(biāo)稱容量下降到60%時(shí)的數(shù)值，為鋰電池的梯次應(yīng)用提供依據(jù)。
電動汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)明確延長相應(yīng)的保修政策的使用期限，支持消費(fèi)者延長自有電動汽車的使用期限，并將不符合儲能要求的鋰電池作為儲能電站進(jìn)行梯次應(yīng)用，這是不必要的。如果將拆下的客車鋰電池作為一些小型儲能應(yīng)用，也可以考慮。目前，一次性充電里程超過300公里的電動汽車，電池容量占一半，也可用于短距離充電。對消費(fèi)者來說，報(bào)廢不值錢。車主有權(quán)使用和處置。我們應(yīng)該支持并理解這一點(diǎn)。
電動汽車是一種移動式儲能電站。隨著電網(wǎng)雙向供電方式的轉(zhuǎn)變和能源互聯(lián)網(wǎng)的建立，這座移動電站不僅可以將電網(wǎng)的電力儲存起來供自己在路上使用，還可以在需要時(shí)向電網(wǎng)和用戶供電。這樣，電動汽車作為多個(gè)分散式儲能電站配置在電網(wǎng)上，不同的電動汽車進(jìn)行充電和供電，可以降低電網(wǎng)的峰值供電，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行將起到重要作用。這樣，對車主來說，適當(dāng)降低電動汽車鋰電池的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，延長電動汽車鋰電池的儲能利用時(shí)間，可以獲得一定的效益，降低電動汽車的費(fèi)用。
