新能源电池回收利用迎来蓝海，什么是绿色环保电池？
来源：未知
2019-04-06 21:05
点击量：次
近年来，我国新能源汽车产业迅速发展之际，也引发市场对报废蓄电池回收利用的关注。随着国家一系列推动政策密集出台，蓝海市场已经逐渐呈现。
构建回收利用体系
工信部节能与综合利用司巡视员李力表示，加快构建废旧动力蓄电池回收利用体系是当前紧迫而艰巨的任务，各地要切实抓好已出台政策的落实，加快推动试点工作，促进跨区域、跨行业合作，积极探索形成技术经济性强、资源环境友好的市场化回收利用模式。同时汽车生产企业要严格落实生产者责任，强化主体意识，切实履行回收利用责任，实施全生命周期溯源管理。
据了解，废旧动力蓄电池不仅存在造成重金属污染的可能，电解质也有很强的腐蚀性和毒性，容易产生有毒的化学气体，危害人体健康。根据中国汽车技术研究中心的预测，动力蓄电池的使用年限一般为5-8年，这意味着前期投入市场的新能源电池已基本处于淘汰临界点。2018-2020年，全国累计报废动力蓄电池将达12万-20万吨;到2025年，动力蓄电池年报废量或达到35万吨的规模。
公安部交通管理局发布的数据显示，截至2018年9月，我国新能源汽车保有量达221万辆，其中纯电动汽车178万辆，占新能源汽车总量的80.53%。值得注意的是，2017年底，国内的新能源车保有量为153万辆，9个月时间增加了44%左右。此外，今年前9个月，我国新能源汽车产销分别为73.5万辆和72.1万辆，同比累计增长分别为73%和81.1%。在政策扶持、技术进步、成本下降等多重因素作用下，我国新能源汽车产业正在高速发展。
这一背景下，新能源动力蓄电池的回收利用将出现巨大市场。事实上，从新能源汽车上退役的动力蓄电池，能量残余仍在70%以上，经挑选、测试等环节之后，可进一步应用在储能、分布式光伏发电、家庭用电、低速电动车等诸多领域，体现出巨大的再利用价值。
政策密集落地
为了让“退役”的动力蓄电池继续发挥余热，在动力蓄电池回收利用方面，我国不断完善相关体系建设。今年2月，工信部等7部委发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，要求汽车生产企业应建立动力蓄电池回收渠道，负责回收新能源汽车使用及报废后产生的废旧动力蓄电池。鼓励汽车生产企业、电池生产企业、报废汽车回收拆解企业与综合利用企业等通过多种形式，合作共建、共用废旧动力蓄电池回收渠道。
7月3日，工信部出台了《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》，自今年8月1日起，对动力蓄电池生产、销售、使用、报废、回收、利用等全过程进行信息采集，对各环节主体履行回收利用责任情况实施监测。同时要求建立溯源管理平台，目前动力电池溯源管理平台已正式运行。
厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强表示，目前我国许多新能源车报废电池并未进入正规渠道，由于回收网点少、异地回收难等原因，一部分企业处理十分粗放，动力蓄电池回收市场缺乏规范化的管理。而溯源管理平台将对动力蓄电池回收利用全过程实施信息化管控，相应的也明确了具体责任人，对动力蓄电池的回收利用起到促进作用。
随后，工信部、科技部等七部委又联合印发了《关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》。确定京津冀地区、山西省、上海市等17个省市和地区，以及中国铁塔股份有限公司为试点，做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作。
据了解，新能源车电池回收，并非是“无解”的难题，目前发达国家的新能源车电池的材料回收率已经达到90%以上。分析认为，只要政府在做好引导和监管的基础上，引入市场化机制，鼓励企业建立价值交易闭环，通过政府和企业的共同努力，打造适应中国国情的新能源车电池回收体系，实现新能源车电池回收行业的规模化、集约化运营并非遥不可及。
电动汽车动力蓄电池循环利用战略联盟秘书长黎宇科表示，尽管从时间节点上看，动力蓄电池报废回收潮还没有到来，但相关工作一定要提前做好准备，否则，一旦高峰期到来，将会面临较大障碍和问题。
产业链条渐完善
在国家政策的引导下，动力电池梯次利用领域已经成为一个蓝海市场。据相关机构预测，锂电回收市场将在2020年迎来较大规模爆发，届时车用动力锂电池退役量将达到24G瓦时;到2025年，动力电池回收市场规模将达到370亿元。
在巨大的市场增量面前，业内外企业纷纷加速在这一领域的布局，并逐渐构起产业链。从动力电池回收环节看，上下游产业链延伸到新能源汽车产业链和储能领域。
据了解，动力电池的回收利用主要包括梯次利用和资源再生两种方法。梯次利用是指通过对动力电池进行拆解分拣重新组合，应用到光伏电站、微电网等大型用电领域。
在梯次利用方面，10月31日，中国铁塔与一汽、东风、比亚迪等11家新能源汽车生产企业签订了动力蓄电池回收利用体系建设合作意向书。
中国铁塔副总经理高步文介绍称，截至目前，中国铁塔已使用新能源汽车梯次电池800M瓦时，合计1万吨，在8万基站安装30万组电池，减少碳排放8万余吨。预计到2020年，中国铁塔将消纳全国电动车的退役动力电池。
林伯强也强调，梯次回收主要用于储能项目，不过要根据电池的用电程度，以及项目的大小选择具有更经济性组合。
事实上，国内之前已经有此类成功的先例。今年7月，国内规模最大的电池储能电站在镇江北山成功并网投运。镇江储能电站选取磷酸铁锂电池作为储能元件，利用8处退役变电站场地建设完成，电站总功率10.1万千瓦，总容量20.2万千瓦时，可满足17万居民生活用电。
林伯强表示，“储能电站对电池的要求远远低于电动车对电池的要求。”除了应用于大型的储能项目，回收的动力电池还可以用于分布式光伏发电、低速电动车、太阳能路灯/庭院灯储能以及部分家庭用电等领域。
不过，因为动力电池性能、规格等方面存在的差异，退役后的动力电池需要经过多重检测等工序才能进行梯次利用，这成为困扰退役动力电池梯次利用的最大障碍。
因此，也有不少企业入局并采取资源再生的方式处理废旧动力电池。今年9月，工信部公布符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单(第一批)，名单包括衢州华友钴新材料有限公司、赣州市豪鹏科技有限公司、荆门市格林美新材料有限公司等五家企业。
以荆门市格林美新材料有限公司为例，该公司会将回收金属后的残渣与煤矸石、页岩等进行混合、焙烧、压型成环保砖，从而实现对相关资源循环利用。绿色环保电池是指近年来已投入使用或正在研制、开发的一类高性能、无污染电池。目前已经大量使用的金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池和正在推广使用的无汞碱性锌锰原电池和可充电电池以及正在研制、开发的锂或锂离子塑料蓄电池和燃料电池等都属于这一范畴。此外，目前已广泛应用并利用太阳能进行光电转换的太阳电池(又称光伏发电)，也可列入这一范畴。
金属氢化物镍蓄电池(Ni-MH)与镉镍蓄电池(Ni-Cd)有相同的工作电压(1.2V)，但由于采用稀土合金或TiNi合金贮氢材料作为负极活性物质，取代了致癌物质镉，不仅使这种新型电池成为一种绿色环保电池，而且使电池的比能量提高了近40%，达到60-80Wh/kg和210-240Wh/L。这种电池是90年代初逐步实现产业化，并且首先使用于手机电池。目前虽然它在手机上的主导地位逐步被锂离子电池取代，但是在欧美手机应用中，其市场占有率仍在50%左右。
锂离子蓄电池(Li-ion)系由可使锂离子嵌入及脱嵌的碳作负极，可逆嵌锂的金属氧化物作正极(LiCoO2、LiNiO2或LiMn2O4)和有机电解质构成，其工作电压为3.6V，因此一个锂离子电池相当于三个镉镍或金属氢化物镍电池。由此这种电池的比能量是可以超过100Wh/kg和280Wh/L，又大大超过了金属氢化物镍蓄电池的比能量。鉴于以上优点，自1993-2000年短短的几年中，其生产量和使用量以极高的速度增长。
碱性锌锰干电池(alkaline)较同尺寸普通干电池具有更高的容量，并具有大电流放电的能力。近年来已应用了无汞锌粉，因此使这种电池成为一种绿色电池，并成为原电池中的主流产品，目前碱性锌锰干电池仍然是BP机使用最多的电源。同时，世界各国也关注这种电池的可充性，美国一家公司已推出可充碱锰电池，产品应用缓慢增长中。这种电池保持了原电池的放电特性，而且能再充电使用几十次至几百次(深充放电循环寿命约25次)。
锂塑料蓄电池(LIP)是金属锂为负极，导电聚合物作电解质的新型电池，其比能量已达到170Wh/kg和350Wh/L。锂离子塑料蓄电池则是将目前锂离子蓄电池中的有机电解液贮存于一种聚合物膜中，或是使用导电聚合物为电解质，使电池中无游离电解液。这种电池可以用铝塑料复合膜实现热压封装，具有重量轻、形状可任意改变，安全性更好的特点。
燃料电池(FC)则是一种利用燃料(如氢气或含燃料)和氧化剂(如纯氧或空气中的氧)直接连续发电的装置，由于避开了卡诺循环的限制，这种发电装置不仅效率高(电化学反应转换效率可高达40%以上)，且无污染气体排出，因此是未来的高效和清洁发电方式。国内外许多公司都在致力于发展适合手机、笔记本计算机的PEM燃料电池，一旦投入应用，其经济效益极大。
密封铅酸蓄电池是铅酸蓄电池的一种。
以下新型绿色电池技术和相关产业发展尤为迅速。
1.贮氢材料及金属氢化物镍蓄电池-镍氢电池(Ni-MHRechargeableBattery)
2.锂离子嵌入材料及液态电解质锂离子蓄电池
3.聚合物电解质锂蓄电池或锂离子蓄电池
构建回收利用体系
工信部节能与综合利用司巡视员李力表示，加快构建废旧动力蓄电池回收利用体系是当前紧迫而艰巨的任务，各地要切实抓好已出台政策的落实，加快推动试点工作，促进跨区域、跨行业合作，积极探索形成技术经济性强、资源环境友好的市场化回收利用模式。同时汽车生产企业要严格落实生产者责任，强化主体意识，切实履行回收利用责任，实施全生命周期溯源管理。
据了解，废旧动力蓄电池不仅存在造成重金属污染的可能，电解质也有很强的腐蚀性和毒性，容易产生有毒的化学气体，危害人体健康。根据中国汽车技术研究中心的预测，动力蓄电池的使用年限一般为5-8年，这意味着前期投入市场的新能源电池已基本处于淘汰临界点。2018-2020年，全国累计报废动力蓄电池将达12万-20万吨;到2025年，动力蓄电池年报废量或达到35万吨的规模。
公安部交通管理局发布的数据显示，截至2018年9月，我国新能源汽车保有量达221万辆，其中纯电动汽车178万辆，占新能源汽车总量的80.53%。值得注意的是，2017年底，国内的新能源车保有量为153万辆，9个月时间增加了44%左右。此外，今年前9个月，我国新能源汽车产销分别为73.5万辆和72.1万辆，同比累计增长分别为73%和81.1%。在政策扶持、技术进步、成本下降等多重因素作用下，我国新能源汽车产业正在高速发展。
这一背景下，新能源动力蓄电池的回收利用将出现巨大市场。事实上，从新能源汽车上退役的动力蓄电池，能量残余仍在70%以上，经挑选、测试等环节之后，可进一步应用在储能、分布式光伏发电、家庭用电、低速电动车等诸多领域，体现出巨大的再利用价值。
政策密集落地
为了让“退役”的动力蓄电池继续发挥余热，在动力蓄电池回收利用方面，我国不断完善相关体系建设。今年2月，工信部等7部委发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，要求汽车生产企业应建立动力蓄电池回收渠道，负责回收新能源汽车使用及报废后产生的废旧动力蓄电池。鼓励汽车生产企业、电池生产企业、报废汽车回收拆解企业与综合利用企业等通过多种形式，合作共建、共用废旧动力蓄电池回收渠道。
7月3日，工信部出台了《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》，自今年8月1日起，对动力蓄电池生产、销售、使用、报废、回收、利用等全过程进行信息采集，对各环节主体履行回收利用责任情况实施监测。同时要求建立溯源管理平台，目前动力电池溯源管理平台已正式运行。
厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强表示，目前我国许多新能源车报废电池并未进入正规渠道，由于回收网点少、异地回收难等原因，一部分企业处理十分粗放，动力蓄电池回收市场缺乏规范化的管理。而溯源管理平台将对动力蓄电池回收利用全过程实施信息化管控，相应的也明确了具体责任人，对动力蓄电池的回收利用起到促进作用。
随后，工信部、科技部等七部委又联合印发了《关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》。确定京津冀地区、山西省、上海市等17个省市和地区，以及中国铁塔股份有限公司为试点，做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作。
据了解，新能源车电池回收，并非是“无解”的难题，目前发达国家的新能源车电池的材料回收率已经达到90%以上。分析认为，只要政府在做好引导和监管的基础上，引入市场化机制，鼓励企业建立价值交易闭环，通过政府和企业的共同努力，打造适应中国国情的新能源车电池回收体系，实现新能源车电池回收行业的规模化、集约化运营并非遥不可及。
电动汽车动力蓄电池循环利用战略联盟秘书长黎宇科表示，尽管从时间节点上看，动力蓄电池报废回收潮还没有到来，但相关工作一定要提前做好准备，否则，一旦高峰期到来，将会面临较大障碍和问题。
产业链条渐完善
在国家政策的引导下，动力电池梯次利用领域已经成为一个蓝海市场。据相关机构预测，锂电回收市场将在2020年迎来较大规模爆发，届时车用动力锂电池退役量将达到24G瓦时;到2025年，动力电池回收市场规模将达到370亿元。
在巨大的市场增量面前，业内外企业纷纷加速在这一领域的布局，并逐渐构起产业链。从动力电池回收环节看，上下游产业链延伸到新能源汽车产业链和储能领域。
据了解，动力电池的回收利用主要包括梯次利用和资源再生两种方法。梯次利用是指通过对动力电池进行拆解分拣重新组合，应用到光伏电站、微电网等大型用电领域。
在梯次利用方面，10月31日，中国铁塔与一汽、东风、比亚迪等11家新能源汽车生产企业签订了动力蓄电池回收利用体系建设合作意向书。
中国铁塔副总经理高步文介绍称，截至目前，中国铁塔已使用新能源汽车梯次电池800M瓦时，合计1万吨，在8万基站安装30万组电池，减少碳排放8万余吨。预计到2020年，中国铁塔将消纳全国电动车的退役动力电池。
林伯强也强调，梯次回收主要用于储能项目，不过要根据电池的用电程度，以及项目的大小选择具有更经济性组合。
事实上，国内之前已经有此类成功的先例。今年7月，国内规模最大的电池储能电站在镇江北山成功并网投运。镇江储能电站选取磷酸铁锂电池作为储能元件，利用8处退役变电站场地建设完成，电站总功率10.1万千瓦，总容量20.2万千瓦时，可满足17万居民生活用电。
林伯强表示，“储能电站对电池的要求远远低于电动车对电池的要求。”除了应用于大型的储能项目，回收的动力电池还可以用于分布式光伏发电、低速电动车、太阳能路灯/庭院灯储能以及部分家庭用电等领域。
不过，因为动力电池性能、规格等方面存在的差异，退役后的动力电池需要经过多重检测等工序才能进行梯次利用，这成为困扰退役动力电池梯次利用的最大障碍。
因此，也有不少企业入局并采取资源再生的方式处理废旧动力电池。今年9月，工信部公布符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单(第一批)，名单包括衢州华友钴新材料有限公司、赣州市豪鹏科技有限公司、荆门市格林美新材料有限公司等五家企业。
以荆门市格林美新材料有限公司为例，该公司会将回收金属后的残渣与煤矸石、页岩等进行混合、焙烧、压型成环保砖，从而实现对相关资源循环利用。绿色环保电池是指近年来已投入使用或正在研制、开发的一类高性能、无污染电池。目前已经大量使用的金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池和正在推广使用的无汞碱性锌锰原电池和可充电电池以及正在研制、开发的锂或锂离子塑料蓄电池和燃料电池等都属于这一范畴。此外，目前已广泛应用并利用太阳能进行光电转换的太阳电池(又称光伏发电)，也可列入这一范畴。
金属氢化物镍蓄电池(Ni-MH)与镉镍蓄电池(Ni-Cd)有相同的工作电压(1.2V)，但由于采用稀土合金或TiNi合金贮氢材料作为负极活性物质，取代了致癌物质镉，不仅使这种新型电池成为一种绿色环保电池，而且使电池的比能量提高了近40%，达到60-80Wh/kg和210-240Wh/L。这种电池是90年代初逐步实现产业化，并且首先使用于手机电池。目前虽然它在手机上的主导地位逐步被锂离子电池取代，但是在欧美手机应用中，其市场占有率仍在50%左右。
锂离子蓄电池(Li-ion)系由可使锂离子嵌入及脱嵌的碳作负极，可逆嵌锂的金属氧化物作正极(LiCoO2、LiNiO2或LiMn2O4)和有机电解质构成，其工作电压为3.6V，因此一个锂离子电池相当于三个镉镍或金属氢化物镍电池。由此这种电池的比能量是可以超过100Wh/kg和280Wh/L，又大大超过了金属氢化物镍蓄电池的比能量。鉴于以上优点，自1993-2000年短短的几年中，其生产量和使用量以极高的速度增长。
碱性锌锰干电池(alkaline)较同尺寸普通干电池具有更高的容量，并具有大电流放电的能力。近年来已应用了无汞锌粉，因此使这种电池成为一种绿色电池，并成为原电池中的主流产品，目前碱性锌锰干电池仍然是BP机使用最多的电源。同时，世界各国也关注这种电池的可充性，美国一家公司已推出可充碱锰电池，产品应用缓慢增长中。这种电池保持了原电池的放电特性，而且能再充电使用几十次至几百次(深充放电循环寿命约25次)。
锂塑料蓄电池(LIP)是金属锂为负极，导电聚合物作电解质的新型电池，其比能量已达到170Wh/kg和350Wh/L。锂离子塑料蓄电池则是将目前锂离子蓄电池中的有机电解液贮存于一种聚合物膜中，或是使用导电聚合物为电解质，使电池中无游离电解液。这种电池可以用铝塑料复合膜实现热压封装，具有重量轻、形状可任意改变，安全性更好的特点。
燃料电池(FC)则是一种利用燃料(如氢气或含燃料)和氧化剂(如纯氧或空气中的氧)直接连续发电的装置，由于避开了卡诺循环的限制，这种发电装置不仅效率高(电化学反应转换效率可高达40%以上)，且无污染气体排出，因此是未来的高效和清洁发电方式。国内外许多公司都在致力于发展适合手机、笔记本计算机的PEM燃料电池，一旦投入应用，其经济效益极大。
密封铅酸蓄电池是铅酸蓄电池的一种。
以下新型绿色电池技术和相关产业发展尤为迅速。
1.贮氢材料及金属氢化物镍蓄电池-镍氢电池(Ni-MHRechargeableBattery)
2.锂离子嵌入材料及液态电解质锂离子蓄电池
3.聚合物电解质锂蓄电池或锂离子蓄电池
