2016 年(nián) 12 月(yuè),工(gōng)信部發布《新能(né& ng)源汽車(chē)動力蓄電(diàn)池回收利用(yòng×₽')管理(lǐ)暫行(xíng)辦法》(征求意見(jiàn)稿),明 λεΩ(míng)确了(le)汽車(chē)生(shēng)産企業$∑(yè)承擔動力蓄電(diàn)池回收利用(y☆≠× òng)主體(tǐ)責任。生(shēng)産者責任$←¥&延伸制(zhì)度(EPR)是(shì)指将生(shēng)産者的(de)責任延伸到(dà≈∏o)産品的(de)整個(gè)生(shēng)命周期,特别是(shì)産品消費(fèi)後的(d÷☆e)回收處理(lǐ)與再生(shēng)利用(yòng)階段,要(yào)求 "生(shēng)産者在産品全生(shēng)命周期擔責 ₽≠∑,把生(shēng)産和(hé)回收串聯起來(lái),提升回收利用(yòng)率。
2018 年(nián) 7 月(yuè),工(gōng)信部、科(kē)技(jì)部等七部門(♠→mén)聯合印發《關于做(zuò)好(hǎo)新能(néng)源汽車(chē)動力蓄≤δ電(diàn)池回收利用(yòng)試點工(g×♣πγōng)作(zuò)的(de)通(tōng)知(zhī)》,決定在¶•★京津冀地(dì)區(qū)、山(shān)₹♣<西(xī)、上(shàng)海(hǎi)、江蘇、浙江、安徽、廣東(dōng)等 1 ↕&ε7 個(gè)地(dì)區(qū)及中國(guó)鐵(tiě)塔開(kφ₹♥★āi)展新能(néng)源汽車(chē)動力蓄電(diàn)池回¥₽∞€收利用(yòng)試點工(gōng)作(zuò),并确§₽定各試點地(dì)區(qū)相(xiàng)應的(de)目★©™标任務,這(zhè)有(yǒu)助于建立相(xiàng)對(duì)集中、跨區$↓♥←(qū)聯動的(de)回收體(tǐ)系。"™随著(zhe)相(xiàng)關政策的(de)陸續出台,動力電(diàn)池回收體(tǐ)系也 ♣¥÷(yě)将加速完善。動力電(diàn)池回收試點工(gōng)作(zuò)的(de)開(kāi)∞φ≠≈展,标志(zhì)著(zhe)我國(guó)動力電(diàπ✔n)池回收進入大(dà)規模實施階段。
2020 年(nián) 7 月(yuè),工(gōng)信部發布《20ε☆↑20年(nián)工(gōng)作(zuò)節能(n™'éng)與綜合利用(yòng)工(gōng)作(zuò)要σβ♥§(yào)點》,要(yào)求推動新能(néng)源汽車(chē)動¥ 力蓄電(diàn)池回收利用(yòng)體(tǐ)系建設;深入開(kāi)展試點工(gōng)作♥€♣(zuò),加快(kuài)探索推廣技(jì)術(shù)經×¶ 濟性強、環境友(yǒu)好(hǎo)的(•ββde)回收利用(yòng)市(shì)場(chǎng)化(huà)模式,培育一(yī)批 β動力蓄電(diàn)池回收利用(yòng)骨幹§<♠企業(yè);研究制(zhì)定《新能(néng)源汽車(chē)動力蓄電(diàn)池¥&©ε梯次利用(yòng)管理(lǐ)辦法》,建立梯次利用(yòng)産品評價機(Ω∏™σjī)制(zhì);依托“新能(néng)源汽車(chē)國(guó)家(ε♠jiā)監測與動力蓄電(diàn)池回收利用(yòng)溯源綜合管理(lǐ)平台”,健全法規λδ,督促企業(yè)加快(kuài)履行(xí•ng)溯源和(hé)回收責任。動力電(diàn)池'≠回收體(tǐ)系的(de)評價機(jī)制(zhì)及法律法規的(de)完善,标志(zhì↕•♠)著(zhe)我國(guó)動力電(diàn)池回收體(tǐ)系∏π ★框架正在日(rì)趨成熟。
雖然頂層設計(jì)逐步在完善,但(dàn)目前動力電(diàn)池回收受Ω β÷到(dào)以下(xià)三個(gè)問(wèn)題的(de)掣肘,使政策開♣¶(kāi)展較為(wèi)困難:
1.電(diàn)池殘值量的(de)測量标準難以估計φσ(jì):動力電(diàn)池在循環充放(fàng)電(diàn)過程中電(diπ©àn)池容量會(huì)逐漸衰減,當衰減至80%以下(xià)時(shí),便達® 到(dào)退役狀态。而目前對(duì)于動力電(diàn)池的(de)健康度 SOH(St✘••ate-of-health)有(yǒu)很(h¶<•$ěn)多(duō)種定義,包括根據容量衰減定義、∏β₹Ω根據剩餘放(fàng)電(diàn)量定義剩餘循環次數(shù)定義以及↔≠σ↔根據內(nèi)阻定義。因此政策制(zhì)定者對(duì)于動力電(d★ε₩σiàn)池殘值剩餘量的(de)标準測定标準↔→$存在一(yī)定困難。
2.金(jīn)屬價格波動影(yǐng)響材料回收經濟性:金(jīn)屬價♠ε>格的(de)波動會(huì)最終決定動力電(diàn)€©池回收市(shì)場(chǎng)的(de)盈虧,而金(jīn)屬價格β÷©α又(yòu)是(shì)受資源供給、技(jì)術(shù)進步、下(xià)遊市(shì)±∏₽場(chǎng)綜合因素所影(yǐng)響,存→¥在技(jì)術(shù)周期、産能(néng)周期,故金¥♣(jīn)屬價格是(shì)動力電(diàn)池回收的(de)市(shì)場(ch≥↑πǎng)驅動的(de)決定性要(yào)素,既☆ε↑₽影(yǐng)響動力電(diàn)池的(de)商業(yè)模式,∏>也(yě)影(yǐng)響政策制(zhì)定和(h$®é)執行(xíng)的(de)有(yǒu)效性。
3.梯次利用(yòng)技(jì)術(shù)标準:對(duì)于磷酸鐵(tiě)锂電(di>✘àn)池一(yī)個(gè)重要(yào)的(de)回收方式就(jiù)是(shφ←≈ì)梯次利用(yòng),梯次利用(yòng)方式、安全性等因素困擾著(zhe)α₹¥✔标準制(zhì)定,标準過高(gāo)會(huì↓♣)造成梯次利用(yòng)市(shì)場(chǎng)的(de)萎縮,标準過低(dī)ππ¶♦又(yòu)不(bù)利于梯次利用(yòng)市(shì)場(chǎng)長∑"©(cháng)期發展。
因此,這(zhè)些(xiē)問(wèn)題都(dōu)需要(yào)在實踐中不(bù)斷總結、γΩ不(bù)斷反饋,進一(yī)步完善政策标準、以及商業(yè)模δ§δ式。
動力電(diàn)池回收渠道(dào)與再生(shēng)♠±利用(yòng)方法論
動力電(diàn)池的(de)回收過程中有(y•™ǒu)不(bù)同的(de)參與主體(tǐ)¥€和(hé)回收路(lù)徑,這(zhè)主要✔★>(yào)是(shì)由于不(bù)同動力電(diàn)池間(jiān)存在銷售方≥₩式、使用(yòng)形式、所有(yǒu)權歸屬的(de)不(bù)同。目前在≠↑我國(guó),動力電(diàn)池的(de)回收渠道(dào)主要(↓€≤yào)有(yǒu)小(xiǎo)型回收公司、專業→≥✔β(yè)回收公司、政府回收中心。近(jìn)年(nián₽₩♠)來(lái),為(wèi)規範動力電(diàn)池回收市(shì)場(chǎng),我國(guó←★×)相(xiàng)繼出台了(le)動力電(diàn)池拆解回收相(xiàng)關技(j→φ©>ì)術(shù)标準:
參考歐美(měi)發達國(guó)家(jiā)的(de)電(diàn)池回收路(lù)$± ÷徑,動力電(diàn)池生(shēng)産商往往承擔電(diàn)池回收的(de)≠δ™¶主要(yào)責任,而參與主體(tǐ)中的(de)電(diàn)動汽車(chē≥∞§→)生(shēng)産商和(hé)電(diàn)池租賃公司起到(dào)Ω←配合動力電(diàn)池生(shēng)産商回收的(de)作(z₩∏uò)用(yòng)。根據動力電(diàn)池從(×<≠±cóng)消費(fèi)者回收至動力電(diànσ↔∞)池生(shēng)産商的(de)路(lùα↕)徑經過的(de)參與主體(tǐ)差異,理(lǐ)論上(shàng×)可(kě)分(fēn)為(wèi)三種回收路(lù) ×≠ 線。
第一(yī)種回收路(lù)徑為(wèi)廢舊(jiù)動力電(diàn)池通(t ש<ōng)過電(diàn)動汽車(chē)經銷商回收;第二種回收路(lù)徑為(♦wèi)通(tōng)過電(diàn)池租賃公司回收,廢舊(jiùα♦)動力電(diàn)池經過上(shàng)述兩種回收路(lù)徑最終流向動力電(diànΩ&Ω∏)池生(shēng)産商(部分(fēn)生(shēng)産商也(yě•§•)可(kě)以聯合形成生(shēng)産商聯盟)進行(xíng)回收處理(lǐ);第三種回收路(€±≈&lù)徑最終流向為(wèi)第三方回收公司回收處理(lǐ),但(dàn)Ω±是(shì)第三方回收公司需要(yào)依靠自(zì)主建立的(de)動力電(diàn)池 ÷的(de)回收網點。
具體(tǐ)的(de),根據上(shàng)述三種回收路(lù)線,參考逆向物(wù)₽♦♥∞流理(lǐ)論,可(kě)以建立不(bù)同的(de)動力電(di★£×àn)池回收路(lù)徑模式。分(fēn)别是(shì)以日(rì)本為(w'™λèi)代表的(de)動力電(diàn)池生™'(shēng)産商回收模式(包括經過電(diàn)動汽車(≈☆&chē)經銷商、電(diàn)池租賃公司)、以歐美(měi)國(guó)家(jiā)為(w♣ ↑èi)代表的(de)行(xíng)業(yè)聯盟回收模式(動力電(dià α★n)池生(shēng)産商聯合形成回收聯盟)以及第三方回收模式。對(duì)于不(bù ₽)同的(de)公司類型,由于公司現(xiàn)狀的(de)區(qū)≥™∑★别,需要(yào)根據實際情況,選擇不(bù)同的(de)回收路(lù)徑模$"∏♠式使得(de)利益最大(dà)化(huà)。
磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池的(de)梯次利用♠ (yòng)和(hé)金(jīn)屬回收
磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池回收後兩α✘÷↔大(dà)利用(yòng)途徑:梯次利用(yòng)與拆解回收,這(zhè)兩個("×₹ gè)途徑并不(bù)是(shì)排斥關'β∏₽系,而是(shì)互補關系。
廢舊(jiù)電(diàn)池梯次利用(yòng)是(shì)&₹'指動力電(diàn)池在達到(dào)設計(jì)使用(yòng)壽命時(shí),通(tōα £ng)過修複、改裝或再制(zhì)造等方法使其↕→© 能(néng)夠在合适的(de)工(gōng)作(zuò)位置繼續使用(yòng)±Ω₩的(de)過程,而這(zhè)個(gè)過程一(yī)般是(shì)同級或降級的¶₩'>(de)應用(yòng)形式。
廢舊(jiù)電(diàn)池的(de)拆解回收則主要(yào)指通(tōng)過化(hu→↓↓à)學、物(wù)理(lǐ)或生(shēng)物(wù)手段拆解廢舊(jiù)電(diàn"∑↑)池并回收其中的(de)可(kě)利用(yòng)資源。2017 年(niá<<↕n) 2 月(yuè),國(guó)家(jiā)出台的(de)《新能(néng)→≥源汽車(chē)動力蓄電(diàn)池回收利用(yòng)管理φ&♥♦(lǐ)暫行(xíng)辦法》提到(dào),鼓勵電(diàn)池<§ ↔生(shēng)産企業(yè)與綜合利用(yòng♠φ←δ)企業(yè)合作(zuò),在保證安全可(kě)控前提下(xià)φ¶,按照(zhào)先梯次利用(yòng)後'♥Ωσ再生(shēng)利用(yòng)原則,對(duì)廢舊(j•σε∞iù)動力蓄電(diàn)池開(kāi)展多(duō)層次、多(duō)用(y<←↓↓òng)途的(de)合理(lǐ)利用(yòng)。
廢舊(jiù)磷酸鐵(tiě)锂動力電(diàn)池回收後先梯次利用(yòng),後拆解回收★¥♣,将最大(dà)化(huà)電(diàn)池的(de)退役後價值。' ©♠動力電(diàn)池的(de)性能(néng)會(huì)随使用(yòng)次數(shù)↕ δ的(de)增加而衰減,但(dàn)當動力電(di♦™→←àn)池不(bù)能(néng)達到(dà₩★↑ o)電(diàn)動汽車(chē)的(de♦®σ★)使用(yòng)标準而退役時(shí),其性能(néng)(電(diàn)池容量)往往隻下(xi™€™≥à)降到(dào)原性能(néng)的(de)•✘ ♥ 80%。在電(diàn)池性能(néng)仍維持在 ₽¶✔↔80%-20%時(shí),退役的(de)動力電(diàn)池可(kě)以經過∏₩相(xiàng)關的(de)檢測評價依次用(yòng)于低(dī)功率電(diàn)動車(ch"π≤>ē)、電(diàn)網儲能(néng)、家(jiā)庭儲能(nσ<éng)領域。而當電(diàn)池性能(néng)下(xià)降至 20%≈→σπ時(shí),可(kě)以對(duì)其進行(xíng)報(bào)✔±廢處理(lǐ)。
現(xiàn)行(xíng)條件(jiàn)下(xià),退役動力電(diàn)池梯↑λπ次利用(yòng)在技(jì)術(shù)、市(shì)場(chǎng)上(shàng)仍然$÷€存在較大(dà)的(de)難度。
(1)技(jì)術(shù)角度看(kàn),動力電(dià₩'n)池與儲能(néng)電(diàn)池遵循的(de)技(jì)術(shù)标準不αλπ(bù)同、儲能(néng)領域對(duì)電(diàn)池的(↔™★≥de)溫度性能(néng)要(yào)求高•≤αφ(gāo),而部分(fēn)退役的(de)動力電(di≤₽àn)池可(kě)能(néng)達不(b§±ε£ù)到(dào)儲能(néng)電(diàn)池的(de)使用(yòng)要(yà&¶o)求、基于容量衰減機(jī)理(lǐ)分(fēn)析建立電(dγδ₩iàn)池壽命預測模型還(hái)不(bù)完善,¥€≠造成梯度利用(yòng)退役動力電(diàn)池在評價檢測環節出現(xiàn)困難。
(2)市(shì)場(chǎng)角度看(kàn),建立梯次利用(yòng)逆£★÷向物(wù)流系統較為(wèi)複雜(zá),中間(jiān)涉及的(de)環節較多(✔©&duō),比直接的(de)物(wù)理(lǐ)、化(huà)學、生(shēng)物(wù)拆α✘∞解回收複雜(zá)、消費(fèi)者心理(lǐ)上(shàn> g)對(duì)梯次利用(yòng)電(diàn)芯的(de)δ®市(shì)場(chǎng)接受度較低(dī)。
相(xiàng)較于梯次利用(yòng),退役™≥ 動力電(diàn)池拆解回收在技(jì)術(shù)上(shàng)則相(xiàng)對(du>×£φì)成熟。廢舊(jiù)的(de)動力電(diàn)池處理(lǐ)技(jì)術(shù$©♠)可(kě)以分(fēn)為(wèi)物(wù)理(lǐ)法、生(shēng)"₩物(wù)法及化(huà)學法;物(wù)理(lǐ)方法包括破碎浮選法和"≤(hé)機(jī)械研磨法,但(dàn)其分(fēn)離(lí)效率極低(d$ī),有(yǒu)價金(jīn)屬回收一(yī)般還(∞™ hái)需要(yào)後續的(de)處理(lǐ)流程;生Ω↓(shēng)物(wù)法利用(yòng)微•¶φ (wēi)生(shēng)物(wù)分(fēn)解代謝(xiεσè),實現(xiàn)金(jīn)屬離(lí)子(zǐ)的(de)選擇性浸出與回收γ♥α,但(dàn)是(shì)生(shēng)物(wù)法基本還(hái)停留在實驗室"₹研究側層面,離(lí)大(dà)規模應用(yòng)有(yǒu)一(yī)定★←∏λ距離(lí)。
拆解回收的(de)主流方法基本上(shàng)屬于化(huà)學法,包括三種處理(lǐ)≥ ♥ 工(gōng)藝,火(huǒ)法處理(lǐ)、濕法處理(÷✔ lǐ)、電(diàn)極修複再生(shēng)。火(huǒ)法處理(lǐ)是(shβ÷φ÷ì)一(yī)種比較初級的(de)廢物(wù)處理(lǐ)方法,主要(yào♥φ)原理(lǐ)是(shì)将電(diàn)池拆解或破碎後高(gāo)溫焚燒∞ 使電(diàn)池內(nèi)的(de)有(yǒu)機(jī)物(w§εù)氧化(huà)分(fēn)解,電(diàn)極材料和(hé)包裝材料中"¥≥的(de)金(jīn)屬元素轉變為(wèi)穩定的(de)金∑γ(jīn)屬氧化(huà)物(wù),然後再進行(xíng)分(fēn)離(lí)•≤σ×回收。濕法處理(lǐ)工(gōng)藝的(de)相(xiàng↓§)關研究開(kāi)展較多(duō),主要(♦σyào)原理(lǐ)是(shì)利用(yò♦ng)酸液和(hé)堿液将電(diàn)極δ ₽↕材料溶解,然後在液相(xiàng)中實現(xiàn)各元↓≤•™素的(de)分(fēn)離(lí)和(hé)提純。電(diàn)極修複再生(✔←♥↓shēng)工(gōng)藝是(shì)近(©φ©jìn)些(xiē)年(nián)興起的(de)處理(lǐ)工(gōng)藝,将廢舊(j"€←$iù)锂離(lí)子(zǐ)電(diàn)池中的(de$")電(diàn)極材料拆解分(fēn)離(lí),使<♥δ用(yòng)電(diàn)化(huà)學或物(wù)理(lǐ)化(huà)學等方法∞εβ↔處理(lǐ),恢複其受損的(de)結構、電(diàn)化(huà)學≠∞性能(néng),使得(de)材料可(kě)以φ₹§再次用(yòng)于使用(yòng)場(chǎng)合或作(zuò)為(wèi) ←♠€制(zhì)備新的(de)電(diàn)極材料的(de)前驅↕£₩體(tǐ)。
三元電(diàn)池正極材料回收與再生(shēng)
目前,三元正極材料回收與再生(shēng)的£φ↑(de)技(jì)術(shù)路(lù)線主要(yà "$®o)分(fēn)以下(xià)兩種形式:
物(wù)理(lǐ)修複再生(shēng),對(duì)隻是∏ε÷↓(shì)失去(qù)活性锂元素的(de)三元正極材料,直接添加•£$€锂元素并通(tōng)過高(gāo)溫燒結進行(xíng)修複再±₩生(shēng);對(duì)于嚴重容量衰減、表面晶體(tǐ)結構發₽€÷→生(shēng)改變的(de)正極材料,進行(xíng)水(shuǐ)熱(rè)處理(lǐ)和(•hé)短(duǎn)暫的(de)高(gā≠✘↑o)溫燒結再生(shēng);
冶金(jīn)法回收,主要(yào)有(yǒ←×u)火(huǒ)法、濕法、生(shēng)物(wù)浸出法三種方式。其中火(huǒ)法 α♦耗能(néng)高(gāo),會(huì)産生(shēnα'>±g)有(yǒu)價成分(fēn)損失,且産生(shēng)有(yǒu)毒有(≈λ ★yǒu)害氣體(tǐ);生(shēng)物(wù)浸出法處理(lǐ)效果差,周期較長(β♠≈∏cháng),且菌群培養困難;相(xiàng)比之π±下(xià),濕法具有(yǒu)效率高(gāo)、運行(xíng)可(kě)靠、能( ₽♥néng)耗低(dī)、不(bù)産生(shēng)有(yǒu)毒有(yǒu↑ပ)害氣體(tǐ)等優點,因此應用(yòng)更普遍。
動力電(diàn)池中的(de)钴、鎳、锂等礦産資源全§Ω球緊缺,建立流向可(kě)控的(de)回收管理(lǐ)體(tǐ)♦©±↔系、确保報(bào)廢電(diàn)池和(hé)有(yǒ✘≤u)價金(jīn)屬回流到(dào)電(diàn)池生(<' Ωshēng)産企業(yè),還(hái)可(kě)避免環境污染€λ ,意義重大(dà),是(shì)可(kě)持續發展的(de)重大(dà)舉措。功在當代,★∑ ÷利在千秋!