概述
隨著一百多年來汽車行業(yè)的快速發(fā)展，燃油汽車造成的環(huán)境壓力日益嚴峻，嚴重影響了汽車行業(yè)乃至整個社會的可持續(xù)性發(fā)展，為此，推廣新能源汽車勢在必行。我國從2010年開始就出臺多個政策支持新能源汽車的發(fā)展，通過稅收減免和財政補貼的方式，國家的新能源汽車產(chǎn)業(yè)在極短的時間內(nèi)就步入了快車道。
中國新能源汽車的銷量占據(jù)全球市場的半壁江山，證明了人們對新能源汽車有著很高的接受度。目前國家新能源汽車的補貼政策正逐漸退坡，而新能源汽車的售價又普遍偏高，各主機廠家都需要制定對應(yīng)措施。降低新能源汽車的成本是新能源汽車企業(yè)的唯一出路，而動力電池降成本又是其中的關(guān)鍵。目前新能源汽車的動力電池在退役后往往直接報廢，但它們?nèi)杂兄薮蟮氖Ｓ嗬脙r值，動力電池梯次利用產(chǎn)生價值可間接讓新能源汽車的成本大大降低，動力電池梯次利用將成為各新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)相互競爭的新賽道。
鋰電池梯次利用情況
市場分析
為保證新能源汽車的使用性能，一般認為當動力電池的容量衰減到80%時需進行退役處理。動力電池的回收利用被人們廣泛熱議，將退役電池用于對性能要求相對較低的場景能夠繼續(xù)發(fā)揮其不容忽視的經(jīng)濟效益。打通動力電池生產(chǎn)、回收利用的環(huán)節(jié)，能夠降低動力電池的成本，特別是關(guān)鍵金屬的回收，有助于穩(wěn)定原材料的供應(yīng)及價格，同時避免不規(guī)范處理導(dǎo)致的污染問題。如圖1所示，按照乘用車動力電池壽命為家用8年和商用5年估算，2022年市場電池總電量將達到32.94GWh，市場規(guī)模高達數(shù)百億元。
廢舊動力電池具有分布范圍大的特點，建立統(tǒng)一、規(guī)范的收集體系成為廢舊動力蓄電池回收利用最具挑戰(zhàn)同時又最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。國家于2018年頒布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》，落實生產(chǎn)者責任延伸制度，規(guī)定汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔動力蓄電池回收利用的主體責任，相關(guān)企業(yè)在動力蓄電池回收利用各環(huán)節(jié)履行相應(yīng)責任，保障動力蓄電池的有效利用和環(huán)保處置。如表1所示，一般將退役電池分成A、B、C三類。目前退役電池的處理方式主要為分選后進行梯次利用與拆解回收。
梯次利用
動力電池的梯次利用是將退役電池進行檢測分類后，將狀態(tài)較好的整包、模組和電芯重新利用于其他對電池性能要求較低的場景，如儲能、備用電源、低速新能源車等。
新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)國家戰(zhàn)略的提出為梯次利用特別是儲能提供了前所未有的舞臺，新基建主要立足信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施以及創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施3個方面，而這3方面都對供電系統(tǒng)提出較高要求。安全高效、低成本的儲能技術(shù)將會成為新基建的重要組成部分。
動力電池梯次利用有著巨大的潛力，但仍有許多技術(shù)難題阻礙其發(fā)展。梯次利用具體流程相當復(fù)雜，并且在不同場景下有著很大的差異，在分選和再利用時都需要解決安全問題，對篩選和重組技術(shù)及管理方法有著很大的考驗。
拆解回收
拆解回收是對動力電池進行放電和拆解，提煉原材料，特別是對鎳鈷錳、銅、鋁、鋰等電池主要元素的回收，實現(xiàn)電池材料的循環(huán)利用降低制造成本。隨著資源的不斷枯竭，電池金屬鋰的來源今后將不再開采，而是通過回收來實現(xiàn)循環(huán)。三元電池含有的鎳、鈷金屬含量遠高于原礦，以最常見的NCM111為例，鎳、鈷、錳含量分別占12%、3%及5%，而磷酸鐵鋰電池即使不包含鈷、鎳等稀有金屬，其1.1%的鋰含量也顯著高于我國開發(fā)利用的品位僅為0.4～0.7%的原礦。
可見，不論是三元電池還是磷酸鐵鋰電池的材料都具有極大利用價值，而且回收電池材料遠比重新開采原材料效率高。
處理廢舊鋰電池的方法有物理法、化學(xué)法、生物法三大類，化學(xué)法中的濕法冶金由于能耗較低、回收率較高、產(chǎn)品純度高等特點受到廣泛的認可，國內(nèi)大部分企業(yè)采用的就是濕法回收技術(shù)。濕法冶金處理廢舊電池的主要步驟包含前處理、預(yù)處理、酸/堿液浸出、浸出液除雜、分離萃取、元素沉淀，濕法回收工藝核心部分為金屬材料的浸取過程，通過使用無機酸或有機酸將金屬以離子回收到酸溶液中。
未來與展望
我國相關(guān)部門及企業(yè)積極開展退役動力電池回收模式探索，體現(xiàn)了利用退役電池、節(jié)約不可再生資源、保護環(huán)境避免污染的決心和搭建新能源汽車完整生態(tài)鏈的愿景。隨著我國退役電池數(shù)量的逐年遞增，發(fā)布的退役電池回收利用的指導(dǎo)性文件越來越多，國家正在完善回收利用體系，新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)也將后期的電池梯次利用逐步納入到前期的動力電池開發(fā)階段當中，相信該行業(yè)一定能乘著“十四五”的東風摘得累累碩果。
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文章來源：旺材鋰電
編輯：云朵匠 | 數(shù)商云（微信公眾號名稱：“數(shù)商云”）
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