隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)已成為世界第一大新能源汽車產(chǎn)銷國(guó)，動(dòng)力蓄電池產(chǎn)銷量也逐年攀升，動(dòng)力蓄電池回收利用迫在眉睫，社會(huì)高度關(guān)注。

 

新能源汽車的動(dòng)力電池有使用年限。在電動(dòng)汽車的動(dòng)力蓄電池退役后，如果處置不當(dāng)，隨意丟棄，一方面會(huì)給社會(huì)帶來(lái)環(huán)境影響和安全隱患，另一方面也會(huì)造成資源浪費(fèi)。因此，新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用十分重要。

 

動(dòng)力蓄電池回收是指，將已經(jīng)報(bào)廢將動(dòng)力蓄電池集中回收，通過(guò)工藝技術(shù)回收電池中的鎳鈷錳、銅、鋁、鋰等元素，再將這些材料循環(huán)利用回動(dòng)力電池包，并應(yīng)用在新能源汽車中。

 

行業(yè)起步階段，政策扶持發(fā)展

 

動(dòng)力蓄電池回收利用作為一個(gè)新興領(lǐng)域，目前處于起步階段。為了加強(qiáng)新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理，規(guī)范行業(yè)發(fā)展，推進(jìn)資源綜合利用，國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)政策、辦法。

 

2018年1月，工信部、能源局、環(huán)境部等多部門聯(lián)合發(fā)布了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》。

 

《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》的印發(fā)，為新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用行業(yè)健康發(fā)展提供重要保障。為了更好的推動(dòng)《管理辦法》的實(shí)施，后續(xù)相關(guān)部門發(fā)布了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》。

 

 

回收工藝多樣，滿足不同需求

 

鋰離子電池是動(dòng)力蓄電池中最常使用的類型產(chǎn)品。鋰離子電池是以鋰摻雜金屬的氧化物作為電極，以鋰離子的傳遞來(lái)完成充放電。鋰離子電池是充電電池，一般由正極、負(fù)極、隔膜、電解液等組成。

 

動(dòng)力蓄電池的回收工藝技術(shù)多樣，適合不同情境下的應(yīng)用。

 

（1）高溫冶金法

 

用高溫焙燒經(jīng)簡(jiǎn)單機(jī)械破碎的廢棄鋰離子電池，篩分得到含有金屬和金屬氧化物的細(xì)粉體。

 

工藝特點(diǎn)：工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模處理；但電池電解質(zhì)和其他成分燃燒易引起大氣污染。高溫冶金工藝流程如圖。

 

（2）聯(lián)合回收工藝

 

通過(guò)優(yōu)化，采用聯(lián)合回收工藝的方法，發(fā)揮各種基本工藝的有點(diǎn)，盡可能提高回收的經(jīng)濟(jì)效益。

 

（3）濕法冶金

 

將廢棄電池破碎后，用合適的化學(xué)試劑選擇性溶解，分離浸出液中的金屬元素。工藝特點(diǎn)：工藝穩(wěn)定性好，適合中小規(guī)模廢舊鋰電池的回收；但成本較高，廢液需要進(jìn)一步處理。

 

（4）物理拆解

 

將電池組經(jīng)破碎、過(guò)篩、磁選分離、精細(xì)粉碎和分類后得到的高含量物質(zhì)，再進(jìn)行下一步回收的過(guò)程。工藝特點(diǎn)：工藝十分環(huán)保，不會(huì)有二次污染；但處理效率低，耗時(shí)長(zhǎng)。

 

 

新能源汽車大力推廣帶來(lái)市場(chǎng)需求

 

推廣、應(yīng)用新能源汽車已成為全球主流。近年來(lái)，我國(guó)也在積極推廣、普及使用電動(dòng)汽車。隨著快速增長(zhǎng)的新能源汽車市場(chǎng)而來(lái)的是對(duì)動(dòng)力電池的需求。

 

據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。其中，銷量從2013年1.8萬(wàn)輛增至2017年達(dá)77.7萬(wàn)輛，漲幅達(dá)4216.7%。到了今年，雖然受到補(bǔ)貼調(diào)整等影響，但新能源汽車銷量仍保持高速增長(zhǎng)。1-8月，新能源汽車?yán)塾?jì)銷量達(dá)60.1萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)88%。到2018年，預(yù)計(jì)中國(guó)新能源汽車銷量將達(dá)150萬(wàn)輛。

 

 

此外，據(jù)公安部數(shù)據(jù)顯示，截至6月底全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)3.19億輛，其中汽車保有量達(dá)2.29億輛。而截至上半年，全國(guó)新能源汽車保有量達(dá)199萬(wàn)輛，在汽車保有量中占比僅0.9%左右，增長(zhǎng)空間非常大。

 

新能源汽車推廣效果顯著，帶來(lái)動(dòng)力電池產(chǎn)能需求旺盛。據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，2018年7月，國(guó)內(nèi)新能源汽車市場(chǎng)動(dòng)力電池裝機(jī)量為3.4GWh，環(huán)比增長(zhǎng)16%，同比增長(zhǎng)30%；1-7月累計(jì)裝機(jī)量為18.9GWh，同比增長(zhǎng)126%。

 

隨著未來(lái)新能源汽車的進(jìn)一步普及，動(dòng)力電池產(chǎn)量將保持增長(zhǎng)，增速放緩。據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年中國(guó)動(dòng)力電池裝機(jī)量超過(guò)140GWh。隨著動(dòng)力電池投放入市場(chǎng)，到了使用年限將有一大批退役電池面臨處理。新能源汽車市場(chǎng)的快速發(fā)展及動(dòng)力電池的增長(zhǎng)為動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)帶來(lái)大量需求。

 

 

動(dòng)力電池回收市場(chǎng)前景廣闊，市場(chǎng)規(guī)模巨大

 

近年來(lái)，動(dòng)力蓄電池產(chǎn)銷量逐年攀升，隨之而來(lái)的是大量面臨退役、報(bào)廢的電池。據(jù)預(yù)測(cè)，從企業(yè)質(zhì)保期限、電池循環(huán)壽命、車輛使用工況等方面綜合測(cè)算，2018年后新能源汽車動(dòng)力蓄電池將進(jìn)入規(guī)?；艘郏A(yù)計(jì)到2020年累計(jì)將超過(guò)20萬(wàn)噸（24.6GWh）。此外，如果按70%可用于梯次利用，大約有累計(jì)6萬(wàn)噸電池需要報(bào)廢處理。

 

迅速增長(zhǎng)的動(dòng)力蓄電池退役量為動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大市場(chǎng)。

 

從廢舊動(dòng)力鋰電池中回收鈷、鎳、錳、鋰、鐵和鋁等金屬所創(chuàng)造的回收市場(chǎng)規(guī)模在2018年將超過(guò)53億元，2020年將超過(guò)100億元，2023年廢舊動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)將達(dá)250億元。

 

不同類型的動(dòng)力電池金屬含量不同，對(duì)應(yīng)的可回收利用金屬量及價(jià)格也不同。據(jù)預(yù)測(cè)，2018年新增報(bào)廢的動(dòng)力電池中，鎳的可回收利用量較高為1.8萬(wàn)噸。進(jìn)行測(cè)算后，鎳相應(yīng)的回收價(jià)格達(dá)14億元。與鎳相比，鋰的回收量雖然相對(duì)較少，但測(cè)算后的回收價(jià)格遠(yuǎn)超過(guò)鎳達(dá)到26億元。“提高動(dòng)力電池電芯能量密度達(dá)到400Wh/kg以上，將有利于顯著提高電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。以北汽EV200為例，400Wh/kg電芯，相當(dāng)于800Wh/L以上體積能量密度。保持現(xiàn)有電池包體積和每噸百公里電耗不變，一次充電不僅可以續(xù)航620公里；還可以降低成本、延長(zhǎng)使用壽命，解決目前電動(dòng)汽車與燃油車性能之間的較大差異。”日前，李泓接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說(shuō)。

 

　　作為國(guó)家新能源汽車動(dòng)力電池研發(fā)整體布局的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，該項(xiàng)目的任務(wù)是在產(chǎn)業(yè)鏈最前端開(kāi)發(fā)400Wh/kg以上能量密度的新型電池，積累高能量密度電池的關(guān)鍵基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)與關(guān)鍵技術(shù)，并為企業(yè)同步開(kāi)發(fā)300Wh/kg電芯提供重要參考依據(jù)和指導(dǎo)意見(jiàn)。

 

　　“長(zhǎng)續(xù)航動(dòng)力鋰電池新材料與新體系研究”研發(fā)團(tuán)隊(duì)就是在該項(xiàng)目中承擔(dān)挑戰(zhàn)電池極限能量密度的任務(wù)。