随着新能源汽车产业的迅速发展,我国已成为全球最大的新能源汽车市场。据统计,2016年中国新能源汽车销量达50.7万辆,2017年市场销量预计在80万辆左右。新能源汽车市场的良好发展也带动了动力电池需求的迅速增涨,据中国汽车技术研究中心预测,到2020年,我国累计报废动力电池将达12万至20万吨。

据悉,工信部提出的国内首个关于动力电池回收利用的国家标准——《车用动力电池回收利用拆解规范》将从今年12月1日起正式实施,动力电池回收问题的解决已迫在眉睫。

动力电池主要回收方法(锂电池为例)

废旧锂离子电池的资源化技术,是将废旧锂离子电池中有价值的成分,依据其各自的物理、化学性质,将其分离。按照不同的提取工艺分类,可将锂离子电池的回收技术分为3大类:(1)干法回收技术;(2)湿法回收技术;(3)生物回收技术。

干法回收:主要包括机械分选法和高温热解法(或称高温冶金法)。主要是指不通过溶液等媒介,直接实现材料或有价金属的回收方法,主要是通过物理分选法和高温热解法,对电池破碎进行粗筛分类,或高温分解除去有机物以便于进一步的元素回收。工艺流程较短,回收的针对性不强,仅实现金属分离回收的初步阶段。

湿法回收:以各种酸碱性溶液为转移媒介,将金属离子从电极材料中转移到浸出液中,再通过离子交换、沉淀、吸附等手段,将金属离子以盐、氧化物等形式从溶液中提取出来。工艺比较复杂,但各有价金属的回收率较高,是目前主要处理废旧镍氢电池和锂离子电池的技术。主要包括湿法冶金、化学萃取法、离子交换法等。

生物回收:利用微生物浸出,将体系的有用组分转化为可溶化合物并选择性地溶解出来,得到含有效金属的溶液,实现目标组分与杂质组分分离,最终回收锂等有价金属。具有成本低、污染小、可重复利用的特点,是未来锂离子电池回收技术发展的理想方向。

建立多方合作的回收模式

动力锂电池再利用商业模式需要建立多方面的合作机制。通过推行回收责任制建立回收利用网络,保证再利用电池来源。电池回收提供商必须与上下游建立紧密联系。再利用核心主要包括电池回收、电池评价和二次再装配利用等环节。

国外电池回收现状

2011年开始,通用汽车与ABB开始合作试验如何利用雪佛兰Volt沃蓝达的电池组采集电能,回馈电网并最终实现家用和商用供电。2012年11月通用汽车公司与ABB近日在美国旧金山共同展示了一项未来电池再利用的全新尝试:将五组使用过的雪佛兰Volt沃蓝达蓄电池重新整合入一个模块化装置,可以支持3-5个美国普通家庭2个小时的电力供应。未来,类似应用将能实现为一些家庭及小型商用楼在停电时提供备用电能,在电价优惠时段储存电能供高峰时段使用,或弥补太阳能、风能或其他可再生能源发电中的缺口。

日产汽车住友集团合资成立了4REnergy能源公司。该公司从事电动车废弃电池的再利用,目标是开创崭新的结构流程及市场,将内存于汽车内长寿命、能源密度高的蓄电池以不同用途灵活运用。

2015年,博世集团、宝马和瓦滕福公司就动力电池再利用展开合作项目,该项目利用宝马 ActiveE 和i3纯电动汽车退役的电池建造2MW/2MWh的大型光伏电站储能系统。博世公司拥有丰富的储能电池建造及维护经验,为保证梯次利用的电池能够拥有尽量长的寿命,博世公司开发了特殊的电池管理算法,该算法可保证每个电池保持在健康状态,并可避免损坏其他设备。

国内电池回收现状