NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车
时代汽车 wwwautotime
梁展星1 陈露2,3 王文祥2,3 李慧颖2,3 钟高辉2,3
1.广州市环境保护技术有限公司 广东省广州市 510545 2.广东环境保护工程职业学院 广东省佛山市 528216 3.佛山市危险废物安全处置与综合利用工程技术研究中心 广东省佛山市 528216
摘 要: 随着新能源汽车产业的快速发展,废旧动力电池的回收利用问题亟需解决。近年国家出台了多个废旧动力
电池回收利用的政策,规范废旧动力电池回收利用产业的发展,同时也提高了行业的门槛。本文简述了废旧动力电池综合回收利用政策及对相关企业的影响和当前动力电池再生利用的主要技术。
关键词:废旧动力电池 政策 回收利用
近些年,新能源汽车产业快速发展,动力电池报废的相关问题越来越受到重视,国家不断出台动力电池回
收政策,完善回收体系建设。2016年以来,国家各部门在政策逐步规范和完善废旧动力电池回收市场。工信部根据相关规范于2018年和2020年先后公布了两批废旧动力蓄电池综合利用白名单企业,加强了综合利用企业的规范化管理,同时也对相关企业具备的技术、装备和工艺等提出来要求。
1 回收企业门槛提高
2019年以来,回收政策越来越完善,行业门槛开始显现。在2016年之前,回收政策以《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》、《生产者责任延伸制度推行方案》、《促进汽车动力电池产业发展行动方案》等规划性政策为主。2016年之后出台的《生产者责任延伸制度推行方案》、《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》等政策的操作性更
强,政策体系趋于完善,政策落地速度逐渐加快。2019年9月,工信部出台了《新能源汽车动力蓄电池
回收服务网点建设及运营要求》(征求意见稿)和《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范》。这些政策的出台说明动力电池回收利用的行业门槛正在逐渐形成。
2018年9月5日,工信部网站发布了第一批符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》(以下简称“规范条件”)
的企业名单,华友钴业、豪鹏科技、格林美、邦普循环、光华科技共5家企业进入第一批《规范条件》名单见,第一批符合规范条件企业名单见表1。
2020年12月16日,工信部公示了第二批符合《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,共22家企业入选,其中9家企业从事再生利用,14家企业从事梯次利用。第二批符合规范条件企业名单见表2。
Analysis of T echnology and Policy for Recycling and Utilization of Waste Power Batteries
Liang Zhanxing Chen Lu Wang Wenxiang Li Huiying Zhong Gaohui
Abstract :
W ith the rapid development of new energy vehicle industry, the problem of waste power battery recycli
ng needs to be solved urgently. In recent years, the government has issued a number of policies for the recovery and utilization of waste power batteries, standardizing the development of the recovery and utilization of waste power batteries industry, and at the same time raising the threshold of the industry. In this paper, the comprehensive recycling policy of used power battery and its infl uence on related enterprises and the main technologies of power battery recycling are introduced.
Key words :
waste power battery, policy, recycling
表1 第一批符合规范条件企业名单
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2 综合利用要求提高
《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》对废旧动力蓄电池综合利用做了明确的规定。综合利用应遵循先梯次利用后再生利用的原则,提高综合利用水平。梯次利用是指对废旧动力蓄电池进行必要的检测、分类、拆分、电池修复或重组为梯次利用电池产品,使其可应用至其他领域的过程。再生利用是指对废旧动力蓄电池进行拆解、破碎、分选、材料修复或冶炼等处理,进行资源化利用的过程[1]。
为了提高新能源汽车的动力电池利用率,当车用动力电池容量下降到80%以下时,首先应进行梯次利用,应用的领域包括低级别
的分布式光伏发电、发电站储能、电网储能、
家庭用电等。德国、美国、日本等发达国家
通过立法,建立了完善的市场化梯次回收体
系。拆解回收是将电池进行拆解并资源化回
收利用,主要是针对容量下降到50%以下以
及梯次利用后的报废电池[1]。
根据规范要求,从事梯次利用的企业,
应对废旧动力蓄电池的剩余容量、一致性、
循环寿命等主要性能指标和安全性进行综
合评估,判断是否满足梯次利用的要求后
再进行分类重组利用,鼓励应用在备
电、储能、充换电等领域,提高综合利用
经济效益[1]。
根据规范要求,从事再生利用的企业,
应在正负极材料、隔膜、电解液等方面开展
再生利用技术、设备、工艺的研发和应用,
以提高废旧动力蓄电池再生利用水平,可通
过冶炼或材料修复等方式使主要有价金属得
到有效回收。其中,镍、钴、锰的综合回收
率应不低于98%,锂的回收率不低于85%,
稀土等其他主要有价金属综合回收率不低于
97%。采用材料修复工艺的,材料回收率应不
低于90%。工艺废水循环利用率应达90%以
上[1]。
3 动力电池再生利用技术
废旧动力电池再生利用前,先要进行深
度放电,然后对放电后的电池进行拆解破碎
及筛选分离,分选出正极、负极、隔膜和外
壳等,最后进行分离和回收。通常,正极主
要回收处理铝箔和正极材料,负极回收处理
石墨和铜箔[2]。
3.1 正极材料回收
动力电池市场的正极材料主要有三元
正极材料(镍钴锰酸锂NCM或镍钴铝酸锂
NCA)、磷酸铁锂、锰酸锂,其中三元正极
材料是当前动力电池的主要正极材料。三元
正极材料回收与再生的技术路线主要有物理
修复再生和冶金法回收两种。火法处理工艺
较简单,但存在排渣量大,锂和锰主要进入
废渣,部分锂以Li2O挥发进入烟气而难以回
收,资源利用率低。湿法处理技术,具有能
耗低、投资小、回收率高和工艺成熟等特点,
是国内动力电池再生利用的主流技术,主要
工艺流程包括预处理、浸出、再生等工序,
但其浸出和分离过程繁琐、流程冗长,导致
成本较高[3]。
3.2 负极材料回收
负极材料以碳为主,包括石墨石墨、
铜箔、硅碳合金和钛酸锂材料。石墨和铜
箔的回收可以解决电池级石墨和精铜资源
短缺的问题,目前主要通过酸浸、机械物
理法等方法来收集石墨[3]。最常用的回收
方法是酸浸处理法,以三氟乙酸和无机酸
为溶剂,通过脱除石墨废料中的层间金属
离子和其他未分离的正极材料/集流体等
来获得深度净化的石墨,再经预煅烧—草
酸盐球磨混合—长时间高温石墨化处理才表2 第二批符合规范条件企业名单
(下转第126页)
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计
参考文献:
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[3]王超,吕振华,吕毅 宁. 风挡玻璃对车身结构刚度影响的研究 [J] .汽车工程,
2014,36 (12):1539-1545.
[4]吴业全,朱灯宏,黄红端,等. 基于均匀应变能密度的车身结构刚度设计方法[J]. 装备维修技术,2018,167(03):52-57.[5]王兴东. 国产某轿车车身刚度优化 [D] .长
春:吉林大学,2008.
承载系
数
承载系数
(a)扭转工况 (b)前弯工况
(c)后弯工况 (d)整弯工况
图
11 车身结构优化前后的承载系数对比
作者简介
刘宏涛: (1983—),男,东风柳州汽车有限公
司,工程师、经济师职称,湖南大学研究生毕业,硕士学位。工作领域为整车研发技术及管理工作。
可得电池级石墨负极材料。该工艺路线虽然成熟,但是存在流程长、成本高等弊端。目前对负极材料的研究相对较少。
当前,动力电池再生利用技术在实验室层面做了诸多的探索,获得了一些经验数据,但是在成本控制、工艺优化等方面还需进一步优化,以适应产业化的需求。
4 结论
综上所述,废旧动力电池的回收利用问题亟需解决,国家也出台了相关的政策,规范废旧动力电池综合利用产业的发展,提高了相关企业的门槛。综合利用企业应抓住机遇,在降低成本、优化流程、提高效率等方面加大研发投,以提高企业市场
竞争力。基金项目:广东普通高校创新团队项目(2017GKCXTD004)。
珠海银隆新能源有限公司参考文献:
[1]《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》[S].
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化工进展,2020,39(07):2828-2840.
作者简介
梁展星: (1987—),男,工程师,主要从事
危险废物处置,固废资源化生产管理与研究,汽车制造与环保产业融合发
展研究工作。
通讯作者
王文祥: (1972—),男,副教授,博士,主要
从事固体废物资源化方向研究。
(上接第122页)
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