一個問題:從設備換下一塊電池後,舊電池你會怎麼處理?如果這塊電池是蓄電池呢?倘若這是一塊電動汽車上的動力電池,你又會如何處理?
國際能源署(IEA)發布的數據稱 2020 年底全球電動汽車的保有量約為 1000 萬輛,預計再過十年,也就是 2030 年,地球上将會有 1.45 億輛電動汽車行駛在路上;另外,根據英國衛報今年 8 月份的一篇報道分析,十年後地球上将會因為大量電動汽車報廢,而有 1200 萬噸的锂電池退役;即使将目光拉近,就去年,我國已經産生了 20 萬噸退役的動力電池,預計 2025 年,國内退役的動力電池數也将會達到 73 萬噸的量級 —— 而這些為了實現「低排放」、「零排放」的功臣們退役後又該何去何從呢?
答案是「回收」。
即使是锂離子電池
對環境的危害也不能一概而論
蓄電池有很多種,曆史上有鉛酸電池、鎳鐵電池、鎳镉電池、鎳氫電池等等,它們當中含有鉛、镉、鎳等污染環境的重金屬。
後锂離子電池的出現,以其高密度、無記憶效應、極低的自放電效應,還有相對環保的特性,以及越來越低的成本攻占市場,如今已大面積占領了我們的生活,也成為如今最主要的動力電池類型。
然而锂離子電池的類型也非常豐富,什麼鐵酸锂電池、钴酸锂電池、錳酸锂電池、鎳酸锂電池、三元锂電池、磷酸鐵锂電池等等,其中三元锂電池、磷酸鐵锂電池在動力電池領域的運用最廣泛。
其中三元(材料)锂電池一般是指鎳钴錳酸锂電池(LiNiMnCoO2)(有的是鎳钴鋁酸锂電池(LiNiCoAlO2),這種電池雖然密度高、循環壽命較長,适合用作高性能的動力電池,但從環保的角度看,它含有钴、鎳等重金屬元素,不妥善處理随意棄置會對環境有害。
而磷酸鐵锂電池 LiFePO4,除了電解質外,锂、鐵都不是重金屬元素,對環境的污染相對小。
這樣說來,可以放棄磷酸鐵锂電池這類環境污染較小的電池,針對三元锂電池等有害電池進行回收就夠了?
當然不是。
即使抛開「環保」話題
任何電池都仍有回收的必要
今年年中,廣州市發布了《關于進一步完善新能源汽車信息管理工作的通知(試行)》,對廣州綠牌的指标申請設立了一定的門檻,這份文件并不是為了限制綠牌量,而是提升電動車上路的質量門檻,準車主在申請綠牌時還要需要一并提交《廣州市新能源汽車信息管理憑證》。
而這一車一份的《憑證》,是信息管理機構審核通過後才發給廠商的,不僅需要通過相關部門機構多方面的質量檢驗,更重要的是必須要求廠商必須配備動力電池的本地回收服務 —— 不難看出,我國部分地區已經開始重視對電池的回收了。
在電動汽車國家标準中,以 80% 電池餘量為界限,一般一塊電池損耗大于 20% 就可以退役了,這時候退下來的電池無疑還有非常大的使用價值,如果直接分解處理,将會是非常大的浪費。
為提升一塊動力電池包的最大效能,它在退役後需要經過多層的回收利用。
第一層回收無疑是盡可能地「榨幹」它的容量餘量,作為動力電池容量雖然未能達标,但在等其它用電領域,例如小型儲能設備、商用設備的備用電源、小型用電設備等,都還有非常大的利用空間。另外,例如特斯拉這種以數千節圓柱形锂電池電芯組成的電池組,這樣的設計除了能輔助散熱、增加整個電池組的可靠性(單個或多個電芯損壞也不影響整體),在後期也非常便于各個電芯的回收再利用。
一塊電池被盡可能「榨幹」後,最終才值得被分解,細分材料進行回收。近期電池原料上漲明顯,特别是金屬钴,地球的資源分布本就非常不平衡,而如今其礦産量非常不樂觀,從淘汰的電池回收的金屬材料并投入「新」電池的二次生産,能有效地緩解钴礦産能的不足。
既然電池回收那麼好,為什麼不大力推廣呢?
環保是一門生意
電池回收尤是
并不是說如今沒有锂離子電池回收的配套,而是如今的相關回收産業鍊還不成熟,大多數都還是「小作坊」作業,且如今國内外锂離子電池的回收率尚未有較可靠的統計數據;而相比之下,一些發達國家傳統油車小電瓶的「鉛酸電池」回收率能高達 80%~90%,甚至接近 99%,而我國預計将于 2025 年實現 70% 的「鉛酸電池」回收 —— 相較之下,這邊廂的锂離子電池回收可謂是個全新領域,整個行業标準甚至仍在樹立中。
雖然都是蓄電池,即使是锂離子電池也有各種不同的分類,而内部材料的不同,甚至是外觀形态不同,所需的回收流程和回收标準、安全标準可能完全不同,這也是锂離子電池回收的難點之一,電池内部的金屬冶煉步驟、标準更是有待開發。
好消息是國内外誕生了不少關于锂電池回收的初創公司,正尋找盡可能高效、對環境友好的方式來回收,将廢舊锂電池每一處的價值重新利用起來。
另外,據說一些歐美市場的電動車在退役後,将會作為二手車流入印度等第三世界國家售賣,當這些二手電動汽車退役後,這些電池在這些國家、地區并沒有成規模、成系統的回收,這些淘汰的電池如果落入到「小作坊」手中,别說回收利用是否充分了,就連安全和環保問題都難得到保障 —— 因此規範這一市場顯得非常重要。
此外,要想将廢舊锂電池每一處的價值重新利用起來,首先要在回收處理前做出較精确的價值評估,這就需要獲得電池本身的信息(包括出廠化學信息、被使用信息等),而這些信息是普通回收商無法直接從電池外觀獲得的,需要從汽車廠獲得相關信息,或者由回收商對電池逐個檢測。
而電池拆解過程的安全問題同樣值得注意,除了一些锂離子電池含有重金屬對人體、環境有害以外,拆解不當還有造成短路起火的風險。
最重要的是,包括電池回收,環保其實是就是一門生意,現階段整個回收鍊路中,倉儲、運輸、分解、提煉等每一步所耗費的人力、财力都并不低,想要實現電池回收的良性循環,未來急需進一步降低成本。
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