新动力轿车动力锂电池再运用范畴首要瞄准ICT范畴、家庭以及可再生动力发电储能等范畴。尽管动力锂电池再运用实践在国内还未展开,可是在日本、美国现已有多年的演示经历。日韩从头动力轿车展开伊始就开端着力动力电池再运用的研讨,这些前期研讨作业给我国展开电池再运用研讨供给了很好的学习。
现在国内轿车动力收回工业刚刚起步。2015年,作废动力电池累计为2万~4万吨,对应的电池收回率仅为2%,以现在的收回产能底子无力担负2020年估计的12万~17万吨的作废电池。因而,在收回运用办理准则建造、先进技能创新、方法探究、规范体系构建等方面存在的许多问题亟待处理。
一、现在轿车动力电池收回工业的首要问题
1)废旧轿车动力电池拆解工序杂乱且具有安全隐患
由于国内动力电池在尺度及结构规范尚没有一致的可依据的法规,现在国内各电池厂家归于八仙过,海各显神通。电池体系规划彻底不同使得无法选用同一套拆解流水线合适一切的电池包和模组,导致电池拆解时极为不方便。假如要进行自动化拆解,那面对现在大小纷歧,形状纷歧的电池包及模组,需求对出产线的灵活性有很高的要求,然后导致处置本钱过高。现国内根本都是靠人工拆解,工人的技能水平直接影响着电池收回进程功率,一同由于电池包自身具有高能量,或许会发生短路、漏液等各种安全问题,从而或许构成起火或爆破,导致人员伤亡和财产损失。因而,需求企业细心研讨电池包拆解进程中安全及功率的问题。
2)产品一致性差且剩下寿数及电池状况无法体系点评
废旧轿车动力电池在从头进行梯次运用时有必要通过质量检测,将电芯分选分级,包含安全性点评、循环寿数测验等,将电芯分选分级,再重组后才能够被再运用。可是假如动力蓄电池在执役期间没有完好的数据记载,再运用进程进行电池寿数预测时,精确度或许会下降,电池的一致性无法确保,一同测验设备、测验费用、测验时刻、剖析建模等本钱都会添加。由于不同电池的内阻特性、电化学特性、热特性相同,电池的纷歧致性和可靠性或许也无法确保,假如一些存在问题的电池在挑选进程中没有被查验出来,而再次被运用,会添加其他整个电池体系的安全风险。所以,怎么做到快速无损精确的检测,是该种情况下梯级运用的关键地点。
近来,国家发布了GB/T 32690《电动轿车长途服务于办理体系技能规划》,法规将新动力轿车运转数据搜集及监控列入为企业强制要求,未来推行履行后将会补偿这方面的数据空缺。
3)体系集成技能不老练
由于电芯之间的衔接一般都是激光焊接或其他刚性衔接工艺,难以做到无损拆解,动力蓄电池梯级运用时最合理的是拆解到模组级,可是不同批次乃至不同厂家出产的电池模组,要完成在同一体系中混用,需考虑并处理以下体系集成技能:分组技能:依据资料体系、容量、内阻、剩下循环寿数等参数从头对电池模组进行分组并树立数据库。分组参数设定要合理,若参数设定区间过大,模组离散性大,成组为体系后,对体系功能和寿数影响大;若参数设定区间过小,分组过于严厉,会导致可匹配的模组少,体系集成困难。体系柔性规划:规划体系结构时需求充沛考虑不同模组或许具有的尺度、分量和串并联数,所以规划时应该是在空间上有很大的弹性,以兼容不同的模组,固定方法既要考虑紧固性和可靠性,又要考虑弹性和便于快速装卸。
4)收回运用经济性欠佳
轿车动力电池收回前有必要先进行预处理,包含放电、拆解、破坏、分选。拆解之后的塑料和金属壳体能够收回,但价值昂扬:由于剩余电压依然高达数百伏(不包含18 6 5 0 电池),有必定风险;电池壳体为了安全需求,封装为不行自拆开的方法,翻开颇费功夫。就预处理环节而言,肯定是亏本生意。
就算是锂电池,正极资料也是形形色色,干流的就有钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等。用酸碱溶液浸出,然后再通过多种化工程序,对金属氧化物进行萃取。但这些氧化物的成分萃取条件不同,混合液更为扎手。事前依照正极资料对电池分类,本钱也不低。收回正极金属,现已是电池收回行当中最有利可图的一个环节。可是程序过分杂乱,会算账的企业都对之止步,除非金属价格高到2011 年的份儿上。现在大宗产品和有色金属、稀土产品价格都在低谷徜徉,用这些方法收回金属适当不划算,更别提过后费事更大的废液处理。照现在的技能水准,单只废液处理一项,就足以吃掉不幸的收回金属收益。而负极资料都是石墨(硅电池仅仅试验室规划),该资料太廉价,只能做丢掉埋葬处理。幸亏石墨自身并不污染环境,只占用空间。在现在技能条件下,没有公司会自动投入收回工业。
总结:国内动力蓄电池品种繁多,电池结构杂乱且没有固定规范,构成拆解收回工艺杂乱,收回本钱高,企业缺少收回热心,难以构成工业化运营,且重组技能手段不成,加之政府缺少监管及鼓舞方针,动力蓄电池收回面对极大困难。
二、收回工业展开方向及趋势
1.办理准则需求进一步清晰,奖罚需清楚
为加强新动力轿车废旧动力蓄电池综合运用职业办理,规范职业和市场秩序,工业和信息化部连续拟定了《新动力轿车废旧动力蓄电池综合运用职业规范条件》及其配套《新动力轿车废旧动力蓄电池综合运用职业规范布告办理暂行方法》。
今年以来,政府部门着力展开《新动力轿车动力蓄电池收回运用办理方法》的研讨拟定作业,该《方法》的拟定依据出产者职责延伸准则理念,立足于对动力蓄电池产品全生命周期进行办理。《方法》包含产品规划、出产、出售、收回、梯级运用、再生运用等相关阶段,清晰动力蓄电池出产企业、轿车出产企业、梯级运用企业以及作废轿车收回拆解企业等承当各阶段动力蓄电池收回运用的相关职责。目测这也是为了今后强制性监管作预备,在环保这个根本国策的前提下,没有哪个企业敢触高压线,哪怕仅仅敷衍监管将废旧电池在库房堆积起来,也能防止在无监管状况下的大规划二次污染。
2.急需树立动力电池收回规范体系
现在我国对退役动力蓄电池的剩余价值点评、健康状况点评等关键技能还不老练,梯级运用和再生运用环节相关技能研制相对滞后,需职业专家协同协作,推动技能创新与运用,攻坚克难,打破技能难点。比如在电池拆解方面,需求进行柔性化的装备,将拆解流水线进行分段细化,针对不同的电池pack,在拟定拆解操作流程时,要尽或许复用现有流水线的工段和工序,以进步作业功率,下降重复出资。一同,需求完好记载动力蓄电池在执役期间运转数据,梯次运用的厂家能够依据这些数据,树立电池模组的寿数模型。
现动力电池收回急需技能规范,电池容量到达需求进入收回程序,何种程度能够进入下一阶梯运用,何种程度不能再进行梯次运用,都没有清晰的规范能够参照,这需求政府层面树立相关规范和规范。更深层次,假如今后将动力电模组的外形尺度,内部结构作一个较为一致的法规规范,那将为下流电池收回工业节省巨大的开销,也将进一步下降梯次运用的电池本钱,为自动化电池拆解发明了或许,对电池收回工业推动有极大的协助。依据小道消息,现在这方面法规在酝酿中,不知是否会很快发布并施行。
3.树立新的商业运营方法,寻觅盈余点
关于动力电池收回,只要不断研究技能,进步金属锻炼功率及下降本钱,假如发生规划效应,在国家的补助和扶持方针下能够站稳脚跟,那今后仍是能够大有可为的。
关于动力电池的梯次运用衍出产品,客户在知情的情况下,会对产品的功能、寿数、可靠性、安全性等心存疑虑,产品的推行会存在必定的阻止。在产品的推行和运用方面,要充沛考虑客户的现状和诉求,多种商业运作方法相结合,在充沛协助客户获利的基础上,取得自己的利益。可充沛学习其他职业的一些成功经历,如分期付款、分时租借、盈余后结算、保管运营、乃至免费供货(靠后续增值服务)等,探究梯次运用方面的有用商业方法。
总结:现在国内轿车动力电池收回工业的运营方法整体还处于探索阶段,现在急需政府介入,在拟定方针和树立规范体系上引导企业逐步走上健康的展开路途。也需求工业上下流一同树立工业联盟,树立健康的工业链,寻觅可行的盈余点。
三、学习日本的经历
直到今日,日本没有针对动力电池的专门法规。但日本环保法规(《资源有用运用法》、《节能 法》与《再生资源法》)清晰的情况下,没有理由独自为动力电池制定一部法令,何况法令自身也不能处理技能问题。
日企在新动力车范畴起步比咱们早十几年,丰田的普锐斯诞生于1997年。依照日本人极端注重废物收回(全国废物处理率到达100%)推理,日本应在新动力车诞生5年内树立动力电池收回工业链,但实际上并没有。即使关于丰田而言,收回镍氢电池(混动车用动力电池),相同面对无利可图的窘境。
日本直到2011年才在本乡发动收回镍氢电池项目的。在本乡,丰田与住友金属协作,凭借后者国际一流的高纯度提取技能,丰田完成了混合动力车动力电池中镍的屡次运用,该项事务可收回电池组中50% 的镍;一同丰田化学工程和住友金属矿山装备了每年可收回适当于1万辆混合动力车电池用量的专用出产线;而2012 年,本田则与日本重化学工业公司协作做了相似的工作。不过,本田收回项目能够收回超越80% 的稀土金属,用于制作新镍氢电池。在几年前,混合动力车电池中收回的镍只能用来出产不锈钢。跟着高精度镍提取及别离技能的展开,现在收回的镍能够用来出产新电池。丰田现已将镍收回运用技能推行到海外工厂。
收回电池尽管是职责地点,但日企也是依托收回金属(包含对日本来说极为名贵的稀土元素)作为收回工业驱动力。
在欧洲,丰田则表现出更活跃的情绪,这与欧洲更为严苛的环保法规有关。丰田上一年宣告,完成对混动车电池100 % 的收回方针,之前收回率91%。丰田一同延伸SNAM公司(法国)、美丽科(Umicore)集团(比利时)协作关系,由后两者分别对镍氢电池和锂电池进行收回。而丰田(含雷克萨斯)自2000 年起,现已在欧洲累计出售了8 5 万辆混动车,比现在我国的新动力车车保有量还要大。一同,为了延伸动力电池的运用寿数,防止处理顶峰的产能约束。丰田还推动动力电池梯次运用项目。上一年,丰田将凯美瑞混合动力车的废旧电池用于黄石国家公园设备储能供电。日产也与住友协作,运用电动车聆风的废旧锂电池开发蓄电池体系,作为太阳能发电的辅佐储能体系,用于在夜晚和光照缺乏气候下的独立供电。住友商事与日产合资树立的4REnergy公司,以电动车EV 废旧锂电池的商业再运用为方针,其公司树立5年来,现已成为商业上最成功的锂电池收回企业。