动力电池回收需历经怎样的考验?纯锂离子电动汽车是否值得发展？它会污染环境吗？
来源：宝鄂实业
2019-04-14 16:02
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在新能源汽车产业繁荣发展的同时,动力电池回收利用问题也已成为业内关注的焦点。无论是从环境保护还是资源最大化利用角度而言,动力电池回收利用都已是箭在弦上,而动力电池回收利用也在逐渐彰显其利用价值。国内机构预测,废旧电池所创造的回收市场规模在2018年将超过52.87亿元,2020年将超过100亿元。
动力电池规模化退役时限渐行渐近。按照新能源汽车的使用周期和我国新能源汽车的市场化进程,今年将是新能源汽车动力电池大规模报废回收布局窗口。
近年来,我国新能源汽车产业发展一直在稳步提升。据统计,2017年我国新能源汽车销量达77.7万辆,截至当年累计保有量约180万辆。而逐渐扩大的新能源汽车体系背后,动力电池报废回收再利用等方面的需求也随之加大。估算显示,动力电池“退役潮”今年将开始爆发,如按70%实施梯次利用计算,2020年将有约6万吨废旧电池等待处理。目前国内的动力电池主要是锂离子电池,其成分中的正极材料有可能造成重金属污染。
在此背景下,我国有关动力蓄电池回收利用的政策不断出台。七部门印发《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,强调落实生产者责任延伸制度,要求汽车生产企业承担动力蓄电池回收的主体责任。随即,工信部公布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》明确,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。业内预测,随着相关技术的不断突破,政策发布速度将加快,预计相关标准也将在2018年发布。
一边是蜂拥而至的批量报废,一边是尚处起步的新兴领域,动力电池回收将历经怎样的考验?由于体积大、成分复杂,动力电池回收再利用面临诸多限制和较高技术门槛。诚如电池类型、电池容量和电压平台均存在不小的差异,这是动力电池梯次利用面临的第一道坎,因此如何科学评估退役电池也成为决定电池“去哪儿”的第一关。同时我国没有出台动力电池的统一标准,要大范围集中利用还有困难。
除了技术难题外,在多位业内人士看来,动力电池回收问题的焦点在于谁来收、怎么收及采用何种模式回收均不确定。当前倡导退役动力电池先梯次利用再报废回收的原则,并且要求整车企业作为动力电池回收主体,承担动力电池回收责任。而在回收模式上,因“退役潮”暂未大规模到来,不少企业面临盈利难题,短期内仍难实现规模效应。
尽管起步艰难,前景却被业内普遍看好。甚至有机构预测,动力电池回收市场将形成百亿元新“风口”。这也是目前除了车企、电池企业、原材料回收企业,资本也大举进军该领域的原因,他们也在谋求这一领域的新机遇。迄今,新能源汽车动力电池的梯次利用和回收利用有望根据适用场景依次展开,新能源汽车产业链企业已经积极布局电池回收利用领域。
其中,部分车企选择以合作的形式,联手其他公司共同推进国内动力电池回收再利用等相关事项。长安、比亚迪、银隆新能源等16家整车及电池企业与动力电池回收利用大户中国铁塔公司达成合作,解决退役动力电池回收再利用等问题。除了整车企业,电池生产企业也对此进行了积极探索,宁德时代、中航锂电、比克电池、国轩高科等企业都建立了电池回收网络,开始布局动力电池回收业务。
截至目前,仅有少数车企开展了相关布局。相对于即将进入市场的报废动力电池总量来说,仍然是“杯水车薪”,总体而言,回收主体还处于缺位状态。因而,不论是市场规模还是处理技术都需要时间来完善。但业界一种普遍的观点是,控制退役电池的品质和安全是梯次利用技术的难点,必须研发相关检测技术和设备,才能准确判断退役电池能否进入梯次利用市场,并确定应用场景。
前一段时间，特斯拉电动车取得了不小的成就。特斯拉电动车已大举进入我国电动车市场。这在中国电动车界引发了一场争论。为什么美国电动车能在世界上迅速占领市场，而中国的电动车却未能见成效？一些专家发表评论说，“在中国，特斯拉模式不可复制”。他们的理由是：特斯拉推出的是高档智能化的电动车，而中国需要的是价廉的、低档的电动车。
其实，问题不在于特斯拉电动车是高档车还是低档车，而在于技术路线的选择。特斯拉选择的是“智能”化的技术思维，这一新思维的应用，带来的成本效益和环境效益不能低估。
目前国产电动汽车的电池主要为锂离子电池、一元电池、二元电池等。相对于特斯拉的三元电池，其能量密度比较低，使用寿命也比较短，因而有价格高、续航里程不长、安全性存疑等问题。而特斯拉电动车所使用的三元电池，在智能化的电池管理系统的强有力的控制下，的确做到了高安全、长寿命、续航能力强、性价比较高。而且，电池能量密度也比较高，约是我国电动车电池能量密度的两倍，因此大幅度增加了一次充电所能得到续航的里程。这一新技术，不仅可用来推进未来中国所需的高档车，也能用于研发各式各样的低档车，甚至还能应用于电动自行车。
特斯拉电池的突出优点是，安全度高，使用寿命长，有可能其一次性售价较高，但使用寿命完全可能是10年、20年，因而其相对成本就比目前各类电动自行车使用成本还要低，所以笔者很赞成在中国要推进特斯拉的技术方向。
发展电动汽车应引进新思维
不过，同样重要的是，也要看到特斯拉的确有不完全适应中国国情的重大缺点。
中国的国情是，大中城市居民居住面积一般比较拥挤，往往没有固定的停车空间，这就为电动车的充电带来巨大困难，而特斯拉的一次充电往往长达6～8小时。即使在城市规划中，设立专用的充电站，但如果每辆电动车，需占用40平方米的充电面积，而且长达8小时，像北京、上海这样寸土寸金的大城市，绝对找不出如此巨大的充电空间。
解决的方向之一是能否将特斯拉电池改为可置换的模块式电池？那么就能用“换电”取代6～8小时的充电时间，同时也大幅度减少充电站占用的空间。如果做不到这一点，在大中城市就需要考虑“另类”思维。
解决方向之二是：中国是否还应考虑同时发展一些能量密度高、安全性佳，也可以置换，而且价格同样低廉，甚而更低廉的电池？如金属燃料电池、锌空电池、铝空电池、锂空电池等。这类空气电池能量密度一般均较高，安全性也比较好，而且十分便于置换。但这类电池往往有功率密度过小，不能适应车辆快速加速的需求。
这里提倡的一种新思维是，我们能否将各类性能不相同，各有优缺点且不同类型的电池，组合在一起，互补短长，从而探索出一条性价比高、安全性最好的道路。现在在能源领域，一个新出现的思维是相互弥补缺失的综合能源的研究，那么，中国的电动车，是否也应引进这一新思维？
是否应发展纯电动大型公共电动车
发展电动车，当然是大势所趋。但是，中国是否应大量发展“纯电动”的大型公共电动车，这就值得商榷。
发展大型“纯电动”公共电动车的理由是：首先，中国交通应实行公交优先；其次，用“纯电动”取代燃油量甚大、高污染环境的公共汽车；最后，大型“纯电动”将易于在大型车辆上优先实现。但问题是，“定点、定线、定时”运行的公共交通是否应采取“纯电动”技术来发展公共交通？
从满足节能减排的需要来讲，人们完全可以用在技术上已是十分成熟、售价比燃油汽车还要价廉的无轨电车，来取代高耗能、高污染的燃油型的公共汽车。其唯一的缺点是，前面一辆电车出现了故障，后面跟随运行的车辆就此堵塞在当地。但是在有了锂离子电动车技术以后，这一难题立刻可以解决。
解决的途径是在无轨电车上，加上一小块锂离子蓄电池充电装置，在出现压车的情形时，将“小辫子”拉下来，用锂离子蓄电池作为短时期的驱动的动力。这一技术所用到的电池甚少，其售价也不会比无轨电车高出很多，而且在营运过程中就能充电。所以在技术上，这是在近期就完全可以实现的技术，而且价廉物美。为什么不在中国大规模推广应用？
其实，一切涉及“定时、定点、定线”运行模式的交通方式包括远距离大型货运车辆，都有望采取类似的技术来解决，而且还能做到价廉物美。但奇怪的是，这一显然有利于国计民生，又大幅度减少环境污染的技术，却在中国迟迟得不到安排和落实。
笔者去过香港，香港的公共交通至今仍保留着有轨电车。而中国某些人却为了改善城市形象，下令全部拆除了有轨电车，甚而还包括无轨电车。
动力电池规模化退役时限渐行渐近。按照新能源汽车的使用周期和我国新能源汽车的市场化进程,今年将是新能源汽车动力电池大规模报废回收布局窗口。
近年来,我国新能源汽车产业发展一直在稳步提升。据统计,2017年我国新能源汽车销量达77.7万辆,截至当年累计保有量约180万辆。而逐渐扩大的新能源汽车体系背后,动力电池报废回收再利用等方面的需求也随之加大。估算显示,动力电池“退役潮”今年将开始爆发,如按70%实施梯次利用计算,2020年将有约6万吨废旧电池等待处理。目前国内的动力电池主要是锂离子电池,其成分中的正极材料有可能造成重金属污染。
在此背景下,我国有关动力蓄电池回收利用的政策不断出台。七部门印发《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,强调落实生产者责任延伸制度,要求汽车生产企业承担动力蓄电池回收的主体责任。随即,工信部公布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》明确,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。业内预测,随着相关技术的不断突破,政策发布速度将加快,预计相关标准也将在2018年发布。
一边是蜂拥而至的批量报废,一边是尚处起步的新兴领域,动力电池回收将历经怎样的考验?由于体积大、成分复杂,动力电池回收再利用面临诸多限制和较高技术门槛。诚如电池类型、电池容量和电压平台均存在不小的差异,这是动力电池梯次利用面临的第一道坎,因此如何科学评估退役电池也成为决定电池“去哪儿”的第一关。同时我国没有出台动力电池的统一标准,要大范围集中利用还有困难。
除了技术难题外,在多位业内人士看来,动力电池回收问题的焦点在于谁来收、怎么收及采用何种模式回收均不确定。当前倡导退役动力电池先梯次利用再报废回收的原则,并且要求整车企业作为动力电池回收主体,承担动力电池回收责任。而在回收模式上,因“退役潮”暂未大规模到来,不少企业面临盈利难题,短期内仍难实现规模效应。
尽管起步艰难,前景却被业内普遍看好。甚至有机构预测,动力电池回收市场将形成百亿元新“风口”。这也是目前除了车企、电池企业、原材料回收企业,资本也大举进军该领域的原因,他们也在谋求这一领域的新机遇。迄今,新能源汽车动力电池的梯次利用和回收利用有望根据适用场景依次展开,新能源汽车产业链企业已经积极布局电池回收利用领域。
其中,部分车企选择以合作的形式,联手其他公司共同推进国内动力电池回收再利用等相关事项。长安、比亚迪、银隆新能源等16家整车及电池企业与动力电池回收利用大户中国铁塔公司达成合作,解决退役动力电池回收再利用等问题。除了整车企业,电池生产企业也对此进行了积极探索,宁德时代、中航锂电、比克电池、国轩高科等企业都建立了电池回收网络,开始布局动力电池回收业务。
截至目前,仅有少数车企开展了相关布局。相对于即将进入市场的报废动力电池总量来说,仍然是“杯水车薪”,总体而言,回收主体还处于缺位状态。因而,不论是市场规模还是处理技术都需要时间来完善。但业界一种普遍的观点是,控制退役电池的品质和安全是梯次利用技术的难点,必须研发相关检测技术和设备,才能准确判断退役电池能否进入梯次利用市场,并确定应用场景。
前一段时间，特斯拉电动车取得了不小的成就。特斯拉电动车已大举进入我国电动车市场。这在中国电动车界引发了一场争论。为什么美国电动车能在世界上迅速占领市场，而中国的电动车却未能见成效？一些专家发表评论说，“在中国，特斯拉模式不可复制”。他们的理由是：特斯拉推出的是高档智能化的电动车，而中国需要的是价廉的、低档的电动车。
其实，问题不在于特斯拉电动车是高档车还是低档车，而在于技术路线的选择。特斯拉选择的是“智能”化的技术思维，这一新思维的应用，带来的成本效益和环境效益不能低估。
目前国产电动汽车的电池主要为锂离子电池、一元电池、二元电池等。相对于特斯拉的三元电池，其能量密度比较低，使用寿命也比较短，因而有价格高、续航里程不长、安全性存疑等问题。而特斯拉电动车所使用的三元电池，在智能化的电池管理系统的强有力的控制下，的确做到了高安全、长寿命、续航能力强、性价比较高。而且，电池能量密度也比较高，约是我国电动车电池能量密度的两倍，因此大幅度增加了一次充电所能得到续航的里程。这一新技术，不仅可用来推进未来中国所需的高档车，也能用于研发各式各样的低档车，甚至还能应用于电动自行车。
特斯拉电池的突出优点是，安全度高，使用寿命长，有可能其一次性售价较高，但使用寿命完全可能是10年、20年，因而其相对成本就比目前各类电动自行车使用成本还要低，所以笔者很赞成在中国要推进特斯拉的技术方向。
发展电动汽车应引进新思维
不过，同样重要的是，也要看到特斯拉的确有不完全适应中国国情的重大缺点。
中国的国情是，大中城市居民居住面积一般比较拥挤，往往没有固定的停车空间，这就为电动车的充电带来巨大困难，而特斯拉的一次充电往往长达6～8小时。即使在城市规划中，设立专用的充电站，但如果每辆电动车，需占用40平方米的充电面积，而且长达8小时，像北京、上海这样寸土寸金的大城市，绝对找不出如此巨大的充电空间。
解决的方向之一是能否将特斯拉电池改为可置换的模块式电池？那么就能用“换电”取代6～8小时的充电时间，同时也大幅度减少充电站占用的空间。如果做不到这一点，在大中城市就需要考虑“另类”思维。
解决方向之二是：中国是否还应考虑同时发展一些能量密度高、安全性佳，也可以置换，而且价格同样低廉，甚而更低廉的电池？如金属燃料电池、锌空电池、铝空电池、锂空电池等。这类空气电池能量密度一般均较高，安全性也比较好，而且十分便于置换。但这类电池往往有功率密度过小，不能适应车辆快速加速的需求。
这里提倡的一种新思维是，我们能否将各类性能不相同，各有优缺点且不同类型的电池，组合在一起，互补短长，从而探索出一条性价比高、安全性最好的道路。现在在能源领域，一个新出现的思维是相互弥补缺失的综合能源的研究，那么，中国的电动车，是否也应引进这一新思维？
是否应发展纯电动大型公共电动车
发展电动车，当然是大势所趋。但是，中国是否应大量发展“纯电动”的大型公共电动车，这就值得商榷。
发展大型“纯电动”公共电动车的理由是：首先，中国交通应实行公交优先；其次，用“纯电动”取代燃油量甚大、高污染环境的公共汽车；最后，大型“纯电动”将易于在大型车辆上优先实现。但问题是，“定点、定线、定时”运行的公共交通是否应采取“纯电动”技术来发展公共交通？
从满足节能减排的需要来讲，人们完全可以用在技术上已是十分成熟、售价比燃油汽车还要价廉的无轨电车，来取代高耗能、高污染的燃油型的公共汽车。其唯一的缺点是，前面一辆电车出现了故障，后面跟随运行的车辆就此堵塞在当地。但是在有了锂离子电动车技术以后，这一难题立刻可以解决。
解决的途径是在无轨电车上，加上一小块锂离子蓄电池充电装置，在出现压车的情形时，将“小辫子”拉下来，用锂离子蓄电池作为短时期的驱动的动力。这一技术所用到的电池甚少，其售价也不会比无轨电车高出很多，而且在营运过程中就能充电。所以在技术上，这是在近期就完全可以实现的技术，而且价廉物美。为什么不在中国大规模推广应用？
其实，一切涉及“定时、定点、定线”运行模式的交通方式包括远距离大型货运车辆，都有望采取类似的技术来解决，而且还能做到价廉物美。但奇怪的是，这一显然有利于国计民生，又大幅度减少环境污染的技术，却在中国迟迟得不到安排和落实。
笔者去过香港，香港的公共交通至今仍保留着有轨电车。而中国某些人却为了改善城市形象，下令全部拆除了有轨电车，甚而还包括无轨电车。
上海宝鄂实业有限公司拥有一支从事锂电池多年、经验丰富的研发团队，我们时刻关注着锂电池在各领域的最新发展和应用，并不断为客户研发出“先进、安全、稳定”的锂电池方案，提供包括18650锂电池、26650锂电池和铁锂电池等多种锂电池服务。
