近年来,在绿色环保的时代背景下,我国新能源汽车出现快速增长,随着新能源车的大量应用,车用动力电池不久将面临报废退役的时间点。有关业内人士表示,在4~5年之后,就将有大量的动力电池即将退役。同时,专家表示,电动汽车用动力电池梯级利用将提上日程,渐成行业热点。

据中国汽车技术研究中心专家预测,到2020年,我国电动汽车动力电池累计报废量将达到12万~17万吨的规模。如果将这些退役电池直接用于资源回收,不免造成浪费,而将其功能发挥到最大的有效途径就是梯级利用,之后再作为资源回收利用。这是众多专家希望达到的一个有效路径,然而实现起来并不是一件容易的事。

再利用空间大

据了解,2015年我国全年累计生产新能源汽车37.9万辆,同比增长4倍。同时,统计数据显示,2015年我国动力电池产量达到约16吉瓦时,预计2016年年末将达到32吉瓦时。

根据目前新能源汽车的发展速度,退役动力电池的回收再利用问题已走到台面上,亟待解决。正如中国工程院院士杨裕生所说:“这些报废的动力电池制造工艺先进,即使报废以后仍然保持很高的安全性和电性能,有必要采用梯级利用的方式,实现废旧动力电池的资源利用最大化。”

据了解,目前国内已有不少废旧的动力电池经过检测、重组之后,应用于储能领域的案例。比如,2008年我国奥运会投运的上百辆电动公交车,运行3年之后,其电池用于风电和光伏储能。

专家表示,动力电池按照国家标准到了使用寿命后,从新能源车上拆下来的时候,电池本身还有相当的容量和较为宽泛的使用空间。而将退役下来的动力电池应用于储能领域,不管是从经济性还是环保性上而言,都是一个不错的选择,也符合国家关于资源回收利用的政策倡导。

但是,退役电池并不像想象中那样组合起来就能用。在重新利用这个问题上,目前我国在再利用技术上还有一些障碍。据介绍,在电池梯级利用时,电池一致性与新电池相比差距很大,这对成组使用造成了很大障碍。同时,电池的容量、电压、内阻等在梯级利用时,会在很少的循环次数下形成断崖式下跌,对后期使用造成极大困难。

回收缺乏标准

动力电池在回收领域存在的最大问题是缺乏回收标准,梯级利用也存在问题。国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬表示,如何进行梯级利用目前也是缺乏标准的,“电池容量达到何种程度可以进入下一阶梯利用,都没有明确的标准,何种程度不能再进行梯次使用,需要进入回收程序也没有明确的标准可以参照。”

据了解,除了缺乏动力电池的回收标准,回收企业的资质也成为制约电池回收的又一瓶颈。随着电池衰减程度的加深,电池的安全性能也在不断降低,回收企业需要具备相应的手段和能力,而具备相应资质的企业寥寥无几。因此,专家表示,要做到电池的安全回收,难度相当大。

现实情况是,国内锂电池品种繁多,电池构造复杂且没有固定标准,造成拆解回收工艺复杂,难以形成产业化经营。有数据显示,国内从锂电池中回收碳酸锂的成本是企业直接生产成本的5倍以上,导致企业缺乏回收热情,加之政府缺乏鼓励政策,动力电池回收面临极大困难。

呼唤环保电池

有关专家表示,动力电池从生产、使用、梯级利用、回收应该是一个完整的闭环系统,但由于国内缺乏相应标准、电池种类过多、缺乏回收能力等问题,使动力电池的使用后期产生诸多问题,甚至会产生使用效率低下及更为严重的污染问题,这些情况的发生都与发展电动汽车的初衷相违背。

一个良性的产业生态系统,离不开政府、企业及个人的配合与努力。据了解,为推动动力电池的梯级利用,除国家政策层面鼓励支持外,不少地方政府也在积极探索。如上海市出台政策,车企回收动力电池政府将补助1000元/套;深圳建立动力电池利用和回收体系,每卖一辆车厂商拿出600元、政府拿出300元,用于回收动力电池,初步建立电池回收的机制。目前包括国家电网、各地政府、电池企业等纷纷开展动力电池梯级回收的研究。如国网河南电力公司2013年建成的微电网系统,并打造了一套动力电池分选、评估、配组的规范化流程。公开资料显示,该工程位于郑州市尖山真型输电线路试验基地,是国内首个真正意义上的基于退役动力电池的混合微电网系统,目前系统运行状况良好。

中国科学院电工研究所储能技术研究组组长陈永翀坦言:““退役电池回收利用在更小型的家庭电瓶车、UPS(不断电系统)等是可行的。但用于大型储能电站,要考虑循环性、安全性,其中会存在非线性的变化,出事故的概率会增加,同时管理成本也会抬高。不过,动力电池的梯级利用不是根本的解决之道,我们还需要积极开发容易回收的新型环保动力电池。”