新能源汽车动力电池方法及痛点
新能源汽车动力电池方法及痛点
我国电池盒的尺寸新能源汽车动力电池退役预测研究结果显示,未来5年,动力电池平均每年退役约20—30GWh/16万吨,。不难看出,新能源造车热度节节攀升的同时,退役动力电池的数量也将迎来爆发式增长。因此,解决废旧动力电池再利用的问题迫在眉睫!
我们多少都曾有过对“电池污染”的恐慌。相关研究显示,一节普通电池被丢弃到大自然中,有可能污染万升水,相当于一个人一生的用水量。目前我国动力电池主要为磷铁酸锂、三元锂为主,以及少量钛酸锂、钴酸锂、锰酸锂电池。废旧动力电池中含有大量的锰、钴、镍等重金属元素,同时其电解液中也含有六氟磷酸锂等高毒性物质及挥发物,不当处置会对环境造成严重破坏。
只有当电池重生的闭环打通了,“新能源=环保”的命题才能成立。当废旧电池产生了价值,电动车的保值率也可能上升,由此也可打消用户购买电动车的顾虑。
众所周知,动力电池依赖几种原材料,如锂、钴等,这些矿产在中国并不太富裕。同时,肆虐,俄乌战争,导致原材料供应紧张,加之新能源车爆发增长,原材料的重要性不言而喻。一方面,扩大海外开采、盐湖提锂等方式可以实现产能的扩张;另一方面,对废旧电池的利用也是重要的原材料来源。
动力电池之后的利用方式大致可以分为两类,一类是梯次利用,梯次利用指的是将退役动力电池中剩余容量较高的动力电池,应用至其他对电池性能要求不太高的领域进行梯次利用。另一类是直接进行拆解(电池catl),也就是通过物理、化学或者生物方法,直接将整个动力电池拆解开来,提炼出还能够循环再利用的金属元素。从科学、经济角度出发,应遵循先梯次利用后再生利用的原则。
工厂首先要对退役电池进行检测、分类、修复或重组。如果电池自身的状况良好。那么,就可以遵循“梯次利用”原则,再度修复出厂,或“降级”到通信基站、储能基地等地方继续服役,或回流到低速电动车市场,直到性能不再符合需求。比如,南孚电池宣传的“用完放到遥控器继续用”的口号就是最初的“梯次利用”。再比如日本三菱会使用退役电池为大楼供电,奥迪、雷诺等欧洲车企尝试将退役电池与建筑供电结合。
如果不具备梯次利用价值了,所有的电池会来到“再生利用”环节。对其进行分解、切碎、燃烧工序,混合成浆料,再分离出有价值的镍、锂、钴和铜离子,最后回到电池生产,重新利用。实现从废电池中来、到新电池中去的价值链闭环,既保障了资源供应,又降低了原材料及制造成本。
目前动力电池的难点并非在技术上,更多在于行业标准模糊。在这条路上,我国一直在不断地健全完善相关制度和标准。2012年,我国发布《废电池的》,对动力电池利用作出了部署。2018年,七部委联合印发了新能源汽车动力蓄电池利用管理暂行办法,强调“动力电池实行生产者责任延伸制”,也即车企承担责任。2020年,工信部发布2020年工业节能与综合利用工作要点,其中就包括推动新能源汽车动力蓄电池利用体系建设。2022年8月,工信部研究制定新能源汽车动力蓄电池利用管理办法和行业急需标准,健全动力电池利用体系。
1.废旧汽车动力电池拆解工序复杂且具有安全隐患。国内基本都是靠人工拆解,工人的技能水平参差不齐,同时由于电池包本身易燃易爆,可能会发生短路、漏液等各种安全问题,进而可能造成起火或爆炸。
2.动力电池标准不一,要想形成规模效应不容易。由于设计思路、材料选择等多方面的不同,动力电池的型号类型也不尽相同,在无形中拉高了废电池的拆解或利用退役动力电池的难度。一套拆解或者方案很难应用到所有动力电池上。只有形成规模效应才能提率降低成本。
3.利用经济性欠佳。正极金属,已经是电池行当中最有利可的一个环节。但是程序太过复废电池的都对之却步。此外,电池回收利用涉及到废电池的回收、废电池的回收废电池的回收,目前还没有成熟的商业模式,一切都还在探索之中。
面对越来越多的废旧锂电池的到来,建立一套完善并且健康的电池回收体系非常重要,只有这样才能让废旧锂电池得到合理利用、回收,实现电池价值化同时还能降低目前电池的制造成本。