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解析鋰電池如何做好廢舊回收再利用

2016-11-14

  眾所周知,傳統(tǒng)的干電池鉛酸電池,,如果回收和處理不當(dāng)會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大危害,。相比之下,,鋰離子電池被普遍認(rèn)為是環(huán)保無污染的“綠色電池”,。然而,,事實(shí)情況是鋰離子電池生產(chǎn)和回收不當(dāng)同樣會(huì)產(chǎn)生污染。

  眾所周知,,傳統(tǒng)的干電池和鉛酸電池,,如果回收和處理不當(dāng)會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大危害。相比之下,,鋰離子電池被普遍認(rèn)為是環(huán)保無污染的“綠色電池”,。特別是在很多動(dòng)力電池企業(yè)的刻意宣傳下,鋰離子電池給人的印象似乎與污染徹底“絕緣”,。

  然而,,事實(shí)情況是鋰離子電池生產(chǎn)和回收不當(dāng)同樣會(huì)產(chǎn)生污染。按照目前新能源汽車的發(fā)展速度,,如果不對(duì)動(dòng)力電池回收盡早進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的研究和積累,,正如中國汽車技術(shù)研究中心首席專家、新能源室主任王芳所說,,幾十年后,,我們的子孫后代可能會(huì)生活在廢舊電池和電動(dòng)汽車充斥的環(huán)境中。

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  鋰電池如何走出“先污染 再治理”的老路,?

  正視鋰離子電池的污染問題

  目前,,全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)(不包含燃料電池汽車),其動(dòng)力電池類型主要有磷酸鐵鋰,、錳酸鋰,、鈷酸鋰、鎳鈷錳(三元)等,,這些電池在退役后,,將會(huì)成為潛在的“污染源”。

  鋰離子電池中不含汞,、鎘,、鉛等毒害大的重金屬元素,但鋰離子電池的正負(fù)極材料,、電解質(zhì)溶液等物質(zhì)對(duì)環(huán)境和人體健康還是有很大影響的,。因此,如果將廢舊鋰離子電池采取普通的垃圾處理方法(包括填埋,、焚燒,、堆肥等),其中的鈷,、鎳,、鋰,、錳等金屬以及無機(jī)、有機(jī)化合物必將對(duì)大氣,、水,、土壤造成嚴(yán)重的污染,具有極大的危害性,。廢舊鋰離子電池中的物質(zhì)如果進(jìn)入環(huán)境中可造成重金屬鎳,、鈷污染(包括砷),氟污染,,有機(jī)物污染,,粉塵和酸堿污染。廢舊鋰離子電池的電解質(zhì)及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,,如LiPF6、LiAsF6,、LiCF3SO3,、HF、P2O5等,,溶劑及其分解和水解產(chǎn)物,,如DME、甲醇,、甲酸等,,都是有毒有害物質(zhì),可造成人身傷害,,甚至死亡,。

  據(jù)相關(guān)媒體統(tǒng)計(jì),以我國電動(dòng)汽車的發(fā)展速度,,如果到2020年時(shí),,電動(dòng)車市場(chǎng)存量超過500萬輛,以一輛車平均配備20kWh的電池來估算,,約有1億kWh(1000GWh)的鋰離子電池進(jìn)入汽車市場(chǎng),。如果回收處理不當(dāng),所造成的環(huán)境危害,,將數(shù)倍于干電池和鉛酸電池,。

  而如何合理的回收和利用汽車退役下來的動(dòng)力電池,不能等電動(dòng)汽車市場(chǎng)發(fā)展起來之后才去考慮和規(guī)劃,。當(dāng)前進(jìn)行技術(shù),、市場(chǎng)、產(chǎn)業(yè),、政策,、環(huán)保等各方面的研究和實(shí)踐,,完善動(dòng)力電池后市場(chǎng)的相關(guān)配套措施已經(jīng)迫在眉睫。

  盡早進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的研究和積累很重要

  現(xiàn)階段,,在動(dòng)力電池的回收上,,“梯次利用”是政府和業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為更為綠色和環(huán)保的做法,其不僅能夠發(fā)揮產(chǎn)品的最大價(jià)值,,也能實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的利益最大化,。

  從國家層面,針對(duì)動(dòng)力電池梯次利用的相關(guān)扶持政策,、行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),,正在積極制定當(dāng)中。

  10月18日,,工信部裝備工業(yè)司對(duì)國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)《汽車用動(dòng)力電池編碼》開始征求意見,。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽車用動(dòng)力電池的生產(chǎn)、銷售,、使用,、維護(hù)、回收,、梯次利用,、再生利用實(shí)施“全生命周期的溯源與管理”。工信部裝備工業(yè)司相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)表示,,動(dòng)力蓄電池回收利用將立足產(chǎn)品“全生命周期的溯源與管理”,,實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力蓄電池從“出生”到“再生”的全程管控,讓動(dòng)力電池能夠做到來源可靠,、去向可追蹤,、整個(gè)節(jié)點(diǎn)可控。

  學(xué)界對(duì)動(dòng)力電池梯次利用的研究也在緊鑼密鼓地進(jìn)行中,。

  中國電動(dòng)汽車百人會(huì)召開的“動(dòng)力電池材料及材料綜合利用”研討會(huì)上,,中國汽車技術(shù)研究中心首席專家、新能源室主任王芳介紹了動(dòng)力電池梯次利用的最新研究成果和研究方向,。

  她表示,,目前國內(nèi)實(shí)現(xiàn)梯次利用仍然存在難度,主要表現(xiàn)是市場(chǎng)機(jī)制的不健全,、政策法規(guī)不完善,;歷史數(shù)據(jù)的缺乏;梯次利用場(chǎng)景的不確定性,;電池拆解的難度和再重組的高成本和高風(fēng)險(xiǎn),;梯次利用以后安全隱患的加大等等。

  王芳提出,,要實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池的梯次利用,,需要建立動(dòng)力電池全生命周期監(jiān)測(cè)系統(tǒng),,對(duì)電池的健康狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估。要把對(duì)電池的評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)放在電池整個(gè)使用周期中,,而不是等電池淘汰下來以后再進(jìn)行測(cè)試,、篩選。

  對(duì)于實(shí)現(xiàn)全生命周期監(jiān)測(cè)的途徑,,王芳解釋道,,電池從生產(chǎn)線下來就要對(duì)其進(jìn)行編碼,讓它擁有唯一的“身份證”,。電池從此開始接受監(jiān)測(cè),,包括生產(chǎn)和使用的每一個(gè)環(huán)節(jié),監(jiān)測(cè)系統(tǒng)均對(duì)它時(shí)時(shí)監(jiān)控,、評(píng)價(jià),。監(jiān)測(cè)過程中,系統(tǒng)會(huì)依據(jù)整套評(píng)估體系對(duì)電池的健康狀況進(jìn)行評(píng)測(cè),、得出數(shù)據(jù),。這些數(shù)據(jù)具有實(shí)施性、唯一性和全面性,,并全程可追溯,。

  “監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)電池狀況的評(píng)估,,就像保健醫(yī)生對(duì)人身體健康狀態(tài)的評(píng)估一樣,。電池經(jīng)過健康評(píng)估之后,再經(jīng)過中間的集成過程,,就能正確匹配到能夠梯次利用的場(chǎng)景,,包括風(fēng)光儲(chǔ)能等高端領(lǐng)域,也包括家庭儲(chǔ)能等低端領(lǐng)域,?!蓖醴急硎尽?/p>


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