隨著提出的新能源利用號召，國內新能源汽車產業(yè)進入了快速成長期，整車產量逐年節(jié)節(jié)攀升，根據國務院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》要求，到2020年，我國純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量要超過500萬輛。受下游整車市場需求的帶動，處于產業(yè)鏈上游的動力電池行業(yè)也駛入快車道，據權威數據顯示，2016年中國汽車動力電池產量30.8GWh，同比增長82%。 動力電池是新能源汽車的核心，在電池產量日益增加、產品大量投放市場的同時，一個不容忽視的問題已經迫切擺在我們面前，那就是關于廢舊鋰電池的回收。有數據統(tǒng)計，2016年我國動力電池的報廢量累計約為2-4萬噸，2018年中國累計廢舊動力電池將達12.08GWH，累計報廢量將達到17.25萬噸。根據測算，2018年對應的從廢舊動力鋰電池中回收鈷、鎳、錳、鋰、鐵和鋁等金屬所創(chuàng)造的回收市場規(guī)模將達到53.23億元，2020年這一市場可達101億元，而到2023年廢舊動力鋰電池市場規(guī)模將達250億元。 廢舊鋰電池回收 未來，廢舊動力鋰電池的回收將會形成一個十分龐大的市場。這不僅僅是因為動力鋰電池的保有量日益增加，也因為構成鋰電池的成分和結構較為復雜，包括鋼/鋁殼、鋁集流體正極負載鈷酸鋰/磷酸鐵鋰/鎳鈷錳酸鋰等、銅/鎳/鋼集流體負載碳、聚烯烴多孔隔膜、六氟磷酸鋰/高氯酸鋰的碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯溶液等，如不加以回收，將會對環(huán)境產生很大影響。而回收后，通過技術提取，很多材料還可以被再次利用。出于環(huán)保和資源再利用方面的考慮，動力鋰電池的回收是十分必要的。 目前，動力電池回收主要采用兩種方式：一種方式是進行二次利用，即針對沒有報廢只是容量下降無法被電動汽車繼續(xù)使用的電池，采取將電池組拆包的方法，對模塊進行測試篩選，再將可用的電池重新組裝利用，如應用到儲能領域等；另一種方式是對已經報廢的動力電池進行拆解，回收可用材料并進行再利用。 1、二次利用 當前階段，電動汽車動力電池使用壽命的終點是以初始容量的80%來規(guī)定的。也就是說當車輛跑了5到10年，動力電池即將報廢時，其實電池還是可以使用的，只不過電池的性能出現了一定的下降，如容量減少，內阻增加等。目前比較常見的處理方法是把這些報廢電池繼續(xù)利用，在發(fā)電廠（配合風能或太陽能發(fā)電使用效果更佳）作為儲能裝置使用，可以繼續(xù)用來削峰填谷，抑制噪聲等。 將報廢的鋰電池用來組建用于太陽能發(fā)電、風力發(fā)電的蓄電系統(tǒng)，是當前比較熱門的應用方向之一。在這方面，日本企業(yè)算是先行者，包括日產和住友合資的4REnergy、SHARP、NEC等企業(yè)在內的多家日本公司，都在進行這種蓄電系統(tǒng)的研發(fā)和應用，有的主要面向電力公司，有的主要面向家庭。 之所以選擇將報廢電池應用于太陽能發(fā)電和風力發(fā)電的蓄電系統(tǒng)，是因為太陽能發(fā)電和風力發(fā)電受天氣因素影響較大，不太容易持續(xù)穩(wěn)定地提供電力。以太陽能發(fā)電為例，陽光充足的時候太陽能電池板能輸出很大的功率，但是晚上或是陰雨天的時候，輸出功率就會非常微小。電力企業(yè)通常不會把這種可能劇烈波動的電力直接連入電網，而是先儲存到蓄電系統(tǒng)，再由蓄電系統(tǒng)對外輸出穩(wěn)定的電力。 我們以日產Leaf的做法為例，日產在Leaf的電池容量降到70%的時候就將其“報廢”。Leaf的鋰電池，出廠時容量為24kWh，降到70%還能存儲16.8kWh，這樣的電池如果直接拿去拆解未免過于浪費，而其剩余的儲能空間基本能夠滿足蓄電系統(tǒng)的要求，從而很好的實現了二次應用的價值。 我國早已開始實施風能和光伏的綜合利用，在蓄電系統(tǒng)建設和應用方面有著巨大的市場空間。日本企業(yè)的做法，為我們今后在實現動力鋰電池二次利用方面提供了很好的經驗。 2、拆解回收：目前拆解回收的處理方法主要有以下四種：高溫冶金法：用高溫焙燒經簡單機械破碎的鋰離子電池，篩分得到含有金屬和金屬氧化物的細粉體。高溫冶金法的工藝相對簡單，適合大規(guī)模處理，但是電池電解質和其它成分燃燒易引起大氣污染。 濕法冶金法：將廢棄電池破碎后，用合適的化學試劑選擇性溶解，分離浸出液中的金屬元素。濕法冶金法的工藝穩(wěn)定性好，適合中小規(guī)模廢舊鋰電池的回收，但是成本較高，并且廢液需要進一步處理，否則也會產生環(huán)境污染。 物理拆解：將電池經破碎、過篩、磁選分離、精細粉碎和分類后得到高含量物質，再進行下一步回收的過程。物理拆解法的工藝十分環(huán)保，不會對環(huán)境造成二次污染，但是其處理效率低并且耗時長。 聯合回收工藝：通過優(yōu)化，采用聯合回收工藝的方法，發(fā)揮各種基本工藝的優(yōu)點，盡可能提高回收的經濟效益。 工信部2016年12月1日組織編制了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》（征求意見稿）。意見稿鼓勵汽車生產企業(yè)、電池生產企業(yè)、回收拆解企業(yè)與綜合利用企業(yè)等通過多種形式，合作共建、共用廢舊動力蓄電池回收利用網絡。 面對鋰電池回收巨大的市場誘惑，以及電池產業(yè)鏈企業(yè)所必須承擔的社會責任，越來越多的國內企業(yè)開始著手進行布局動力電池回收領域。目前已開展動力電池回收的企業(yè)主要有深圳格林美、邦浦循環(huán)科技、贛鋒鋰業(yè)、哈爾濱巴特瑞、中航鋰電等。 鋰電池的拆解是一個非常復雜的環(huán)節(jié)，構成動力鋰電池的主要組成部分為有金屬（塑料）殼體、正負極接線柱、鋁集流體正極負載鈷酸鋰/磷酸鐵鋰/鎳鈷錳酸鋰等、銅/鎳/鋼集流體負載碳、聚烯烴多孔隔膜、六氟磷酸鋰/高氯酸鋰的碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯溶液等，其中僅電解液一項組成就存有大量有害物。電解液的組成包括有機物（碳酸乙烯脂、碳酸二乙脂或碳酸二甲脂、碳酸甲乙脂）、微量氟化氫（電解質與水反應）、少量五氟化磷，熱解后的氣體呈酸性并有刺激性氣味，易爆易燃。一條完整的鋰電池拆解回收生產線需要包括拆解（電極端拆解回收）－單級破碎（擠軋抽離）－分撿（電池芯與外殼分離回收）－電池芯電解液去除（電解液熱解分離回收）－隔離膜、電極膜分撿回收－鋰電池正負極各種材料的分離分撿回收－危固廢物回收等復雜的環(huán)節(jié)。一套全套的自動化鋰動力電池拆解回收生產線，可對鋰動力電池中的有價值材料進行化回收，其中銅鋁金屬回收率高達98%，正極材料回收率超過90%。此外，很多動力電池生產企業(yè)也開始著手電池回收方面的技術和設備引進工作! 盡管如此，動力鋰電池回收在我國還處于剛剛起步的階段，在合理布局建設電池回收市場、完善回收網絡、提高正規(guī)渠道回收效率等方面，還需要各級政府給予更大的扶持力度。隨著環(huán)保和資源循環(huán)利用意識的不斷加強，以及整車及動力電池企業(yè)的積極介入，我國的電池回收產業(yè)終將會循著有序的良性軌道發(fā)展。 我公司在2018年11月份開始著手研制動力鋰電池拆解中的關鍵的環(huán)節(jié)設備，鋰電池電解液去除用分解熱解設備－微正壓無風式隧道帶式烘箱，本設備針對哈爾濱巴特瑞公司鋰電池回收項目中電解液去除設備（烘干）生產線專業(yè)要求設計，目前已具完善成熟!

動力電池的回收利用主要包括兩種方法，即報廢拆解與梯次利用。目前政策引導是鼓勵先梯次利用、再拆解回收，以充分發(fā)揮廢舊電池的經濟效益。但受制于電池均一性和成本影響，目前梯次利用的量比較小。數據顯示，2017年，全國報廢拆解和梯次利用的鋰電池（含數碼鋰電）共8.3萬噸，其中電池拆解占比高達95%。 報廢拆解是當前主流 目前，動力電池回收基本通過報廢拆解實現。動力電池報廢拆解的流程是：放電、拆解電池系統(tǒng)、拆解電池模組、電池包處理和材料提純，從而實現從廢舊動力電池系統(tǒng)向可再次利用的高純鋰鹽和高純過渡金屬的轉變。鋰電回收的核心環(huán)節(jié)在于電池包處理和材料提取，在這兩個環(huán)節(jié)采用物理、化學或者生物的方法，將廢舊動力電池中的金屬元素提純，生產可再次利用的動力電池所需的原材料。 動力電池拆解回收目前主要集中在對正極材料的回收上，回收方法有干法回收、濕法回收和生物回收技術。 干法回收主要是指使用機械分選法和高溫熱解法直接實現各類電池材料或者有價金屬的回收，但是確定也比較明顯，容易造成二次污染而且能耗高，不符合節(jié)能減排的環(huán)保政策。 濕法冶金方法是對鋰電池進行破碎分選一溶解浸出一分離回收的處理過程。這一方法的優(yōu)勢就是產品純度高，化學反應選擇多，對操作和設備要求低，但是缺點是反應速度慢，工藝復雜、成本偏高。 生物回收技術主要是利用微生物浸出，將體系的有用組分轉化為可溶化合物并選擇性地溶解出來，實現目標組分與雜質組分分高，終回收鋰、鈷、鎳等有價金屬，但是目前微生物菌類培養(yǎng)困難，浸出環(huán)境要求高。 具體采用哪種方法，根據電池種類不同，會有不同的工藝流程，但是值得注意的是，任何工藝，每一步、每一個細節(jié)，如果處理不當，都可能會涉及電池和處理中的二次污染問題。國外部分企業(yè)目前已經實現了工業(yè)化處理廢舊動力電池，它們采用不同的技術手段，回收的材料以鋰鈷鎳等金屬為主。我國動力電池回收企業(yè)如格林美、邦普循環(huán)等在資源再生領域深耕多年，工藝水平已經達到國際水準。 梯次利用是發(fā)展方向 目前擺在梯次利用面前的有兩個技術問題，離散整合技術和壽命檢測技術。動力電池發(fā)展至今，不同廠商電池的一致性較低，這對梯次利用造成了很大障礙。同時，電池的容量、電壓、內阻等在梯級利用時，會在很少的循環(huán)次數下形成斷崖式下跌，對后期使用維護造成極大困難。整體來看，梯次利用的投入成本仍高于采購新電池的成本，因此目前國內的退役動力電池梯次利用仍處在試點階段。 中國鐵塔有著龐大的基站、儲能布局，足夠承接退役磷酸鐵鋰動力電池規(guī)模。政府鼓勵電池企業(yè)和車企與鐵塔合作，開展動力電池梯次利用試點。2018年7月25日，工信部等七部門聯合發(fā)布《關于做好新能源汽車動力蓄電池回收利用試點工作的通知》，擴大梯次利用試點范圍，以17個省市和地區(qū)以及中國鐵塔股份有限公司為試點，做好新能源汽車動力蓄電池回收利用試點工作。 相比之下，國外企業(yè)在梯次利用上走得更快。例如，4REnergy公司是日產汽車與住友商事株式會社在2010合資成立的，致力于實現日產聆風的鋰電池二次商業(yè)化利用，回收日本和美國市場中聆風汽車的廢舊電池用于住宅及商用的儲能設備，目前已經推出兩款儲能電池產品。 總的來說，隨著針對電池管理的技術標準出臺，對電池的跟蹤檢測會逐漸普及，未來梯級利用的空間將非常大，并成為主流方法之一。