李爾欣

動力電池有效容量80%以下=退役

對于新能源車，尤其是純電動車來說，動力電池無疑是最為重要的部件。只不過，目前的主流動力電池，無論鎳氫還是鋰離子，其有效容量會隨著電解液的消耗以及充放電循環(huán)次數(shù)的增加而減少，并且一旦有效容量降至80%以下，就再也無法滿足相應車輛的動力需求，以至于不得不提前退役。

更麻煩的是，退役后的動力電池還不能隨意丟棄或銷毀。因為，里頭不但有動力電池產(chǎn)業(yè)迫切需要的鋰、鈷、稀土等稀有金屬元素，更夾帶著會污染環(huán)境的電解液、質(zhì)子隔膜等物。不僅如此，近年動力電池的裝機量還由于新能源車的盛行而扶搖直上。要是這么多的動力電池在退役后都只能直接棄用，那無異于埋在身邊的大殺傷力地雷，后患無窮。

回收還只是偽風口？

還好，在政府部門與相關廠商的努力下，退役電池如今已找到合適的出路。

具體來講，動力電池退役后主要有兩條出路：梯次利用或拆解再生。所謂梯次利用，就是將收回來的退役電池拆解后，根據(jù)內(nèi)部各枚電芯的具體性能狀況將它們重新組合，裝配成“二次電池”，可以供作家庭儲能系統(tǒng)、電站儲能系統(tǒng)等對于電池儲能性能要求較低的環(huán)境使用。而拆解再生則是利用物理、化學或生物等方法，從退役電池的封裝外殼與電極材料中提取有價值的物質(zhì)，再重新用于生產(chǎn)動力電池，從而完成對退役電池的循環(huán)利用。

電池后處理理論上本該如上所述，可理想很美麗，現(xiàn)實很骨感，實際上無論海外還是國內(nèi)，對于以鋰離子電池為主的動力電池回收與利用都存在“雷聲大、雨點小”的問題：表面上，政府連著出臺一系列激勵并規(guī)范動力電池回收利用行業(yè)的政策和標準，可到具體操作時，卻由于兼容性、經(jīng)濟利益分配等矛盾導致回收率不高，更談不上再生利用的規(guī)模效益，以至于坊問傳出這樣的聲音：看似熱鬧的動力電池回收浪潮不過是個偽風口而已……

我國的動力電池回收與利用現(xiàn)狀

根據(jù)國家工信部在2019年2月發(fā)布的《新能源汽車動力蓄電池回收利用調(diào)研報告（簡介）》，目前國內(nèi)企業(yè)回收的動力電池仍以研發(fā)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢舊動力電池為主，而從新能源汽車退役的電池較少。以至于當下大部分對于退役電池的梯次利用都還處于試驗示范階段，并主要集中在備電、儲能等領域。

其中，中國鐵塔公司已在31個省市的約12萬座基站開展梯次利用電池的備電應用，并在備電、儲能以及對外發(fā)電應用場景中加強業(yè)務拓展。而國家電網(wǎng)則已建設1MWh梯次利用磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)示范工程，用于接納可再生能源發(fā)電和調(diào)頻等。此外，深圳比亞迪、國軒高科等企業(yè)也已開發(fā)適用于備電以及風、光電儲能的梯次利用電池產(chǎn)品。

不過，國內(nèi)的動力電池現(xiàn)在還存在使用之后電芯之間性能一致性差難以處理等問題，同時國內(nèi)的梯次利用技術也存在瓶頸。順便一提，這份報告認為，磷酸鐵鋰電池比三元鋰電池更適用于梯次利用！

至于拆解再生，該報告指出當前國內(nèi)的再生利用企業(yè)多由廢棄電器電子產(chǎn)品處理企業(yè)或有色金屬冶煉企業(yè)發(fā)展而來，總體上已具備較成熟的設備和工藝，例如湖北格林美、湖南邦普等企業(yè)已開發(fā)出成套自動化拆解工藝;而北京賽德美則可對電池單體進行自動拆解、粉碎并分選，再通過材料修復工藝得到正負極材料。但是，行業(yè)技術水平仍有上升空間，比如鋰金屬的回收率還可以進一步提高！

梯次利用有難處

把還剩80%容量的動力電池放到對性能要求不那么高的系統(tǒng)里發(fā)揮余熱，看上去似乎是個理想的解決方案。然而，電池行業(yè)內(nèi)部對于退役動力電池是否有梯次利用的價值卻仍有爭議，比如寧德時代的副董事長黃世霖就曾公開宣稱：“動力電池梯次利用儲能是個偽命題！”

事實上，公共電站的儲能系統(tǒng)確實不完全適合應用退役電池，因為動力電池是由多枚電芯組合而成，而在退役后，整個電池包里各個電芯的健康狀況都不一樣。也就是說，電芯的性能一致性較差，這意味著退役電池存在安全隱患，例如鋰結(jié)晶剌穿絕緣薄膜短路等問題。如需使用可能得在安全與監(jiān)控機制上有更多成本投入。相比之下，使用專門的儲能電池既長效，又穩(wěn)定，明顯更為劃算！

但這并不意味著退役電池完全沒有梯次利用的價值。關鍵還得看使用場景。比如，同樣是用于電站儲能系統(tǒng)，電動車生產(chǎn)廠家可以用自家的退役電池打造一個小型供電站;但是，面向社會的第三方電池回收企業(yè)就很難用收回來的各式電池為公共電站組裝一套穩(wěn)定、安全的儲能系統(tǒng)。相反，這類企業(yè)如果能將電池翻新、保養(yǎng)后再低價租賃出去，說不定能獲得很好收益。

拆解再生真相

對退役電池進行拆解再生，其實主要是為從鋰離子電池的正極材料中提取鋰、鎳等金屬，再進行回收利用。目前常用的拆解回收方法主要有物理法、化學法兩大類。

具體來講，物理法分為破碎浮選法和機械研磨法兩種。其中，破碎浮選法是先將電極材料破碎成粉末，再經(jīng)熱處理和液體浮選得到鈷化鋰粉末。此法雖然工藝簡單，卻易使電解質(zhì)與水反應產(chǎn)生易揮發(fā)的腐蝕性氣體，從而污染環(huán)境。而機械研磨法則是利用機械研磨產(chǎn)生的熱量使電極材料與不同的研磨助劑發(fā)生反應，從而獲得鋰化物或鈷化物，雖然回收率高，但對機械的工藝要求也很高。

化學法又分為火法冶金和濕法冶金兩種。其中，濕法冶金是現(xiàn)今最為常用、并且技術也相對成熟的回收方法，尤其適合成分較為單一的鋰離子電池，簡單來講，就是用化學溶劑析出正極材料里的金屬元素。但如果處理對象的成分較為復雜的話，那就得先用火法冶金術燒去正極材料的粘結(jié)劑，再通過冷凝、篩選等方法得到想要的金屬化合物。當然，使用更復雜的設備，也意味著火法冶金的成本更高！

除以上這兩類方法之外，其實目前也有專家正在研究利用微生物解析出鋰、鈷等金屬元素的生物法。

電池回收是一塊大蛋糕

目前新能源車生態(tài)圈各方面都在觀望，等待一套完善的退役電池回收利用體系浮出水面，以便效仿、借鑒。但與此同時，退役動力電池的回收利用行業(yè)又的確是一片潛力巨大的藍海，以我國為例來說，2018年國內(nèi)動力電池裝機總量同比增長56.88%，達到56.89GWh。這意味著，再過3-5年，國內(nèi)各大動力電池回收廠商就可分食體量如此碩大的“蛋糕”，并由此收獲可觀的利潤。

至于當下，在國家已經(jīng)明確由汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔動力電池回收主體責任，并且基本確定動力電池溯源管理方案的前提下，整個動力電池回收利用行業(yè)應當盡陜完善回收服務網(wǎng)點的建設，以確保車主手里的退役電池能夠順利交付給正規(guī)動力電池回收再利用企業(yè)，避免再出現(xiàn)一般車用鉛酸蓄電池回收效率極差的亂象。

只不過，鉛酸蓄電池在國內(nèi)都已經(jīng)用了幾十年，到如今回收都還未臻完善，那……。留給中國隊的時間已經(jīng)不多了，我國如果真想在動力電池回收事業(yè)上實現(xiàn)“彎道超車”的話，現(xiàn)在就該行動起來！

車廠們的變廢為寶

豐田：處理分三類

較早涉足新能源汽車領域的豐田，已經(jīng)建立起相對完善的電池回收利用體系。首先，豐田為旗下的新能源車配備的是“終生免換”的動力電池，也就是說，電池的使用壽命跟整車一樣長，從而減少處理退役電池的工作。其次，到最后必需回收時，豐田將通過銷售網(wǎng)絡回收新能源車的電池。

對于收回來的電池，豐田首先會進行評估，處理方式基本三種——其中整體狀況良好的電池豐田會對它進行翻新，并替換里頭已經(jīng)“死亡”的單個電芯，作為用于售后服務的置換電池繼續(xù)使用。電容量衰退到較低水準的電池，豐田則會把它放入微電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)進行梯次利用。至于幾近報廢的電池，那只能拆解再生。

值得一提的是，豐田與住友金屬在日本合建的專用生產(chǎn)線，可以從鎳氫電池中提取到50%的鎳，算是目前全球回收利用效率數(shù)一數(shù)二高的，可見豐田的電池回收技術與體系確實值得我們效法借鏡。

寶馬：電池農(nóng)場

寶馬對于自家車型的退役電池同樣有梯次利用和拆解再生兩套解決方案。此前，寶馬跟博世合作，由博世將寶馬的退役電池改造成儲能電池，從而完成梯次利用。后來，寶馬叉和比利時材料回收公司Umicore以及瑞典電池公司Northvolt共建電池回收公司。按照計劃，寶馬的退役電池將由Umicore回收拆解，并由Northvolt用回收得到的材料重新做成動力電池，進而形成電池生命周期的循環(huán)。值得一提的是，舊款寶馬新能源車可由車主加錢換置全新的動力電池，而那些年滿8年后被換下來的退役電池，寶馬會把它收入萊比錫工廠的“電池農(nóng)場”里，來為萊比錫工廠提供3/4的電量。必要時，還能為工廠周邊地區(qū)供電。

當然，寶馬能這么做的前提是，“農(nóng)場”里所有電池的工作狀況完全在寶馬掌控之下！

日產(chǎn)：4R EBergy

為回收利用自家新能源車的退役電池，日產(chǎn)與住友商事合資成立了4R Energy專業(yè)回收公司，不過眼下該公司的主要業(yè)務，還是對來自日產(chǎn)新能源車的退役電池進行梯次利用，再根據(jù)電池的狀況出售給不同的用戶。

其中，收回來容量接近90%的電池，在翻新后將以再生電池的名義出售給Leaf純電動車的買家，用以替換性能衰減的舊電池，而價格只有全新電池的一半。要是剩余容量不到80%，則發(fā)配給自家的低速電動車使用。至于剩下性能更差的退役電池，就留在翻新工廠里充當備用電源。但目前暫時尚未見到4R Energy有拆解再生退役電池、然后重新制造新動力電池的業(yè)務！