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新能源汽车电子专题:新能源汽车电池退役后又有新去处

2021-09-23
来源: 能源圈
关键词: 新能源汽车 电池

  近日,天津大学胡文彬、陈亚楠教授团队对于新能源汽车废弃电池的开发利用取得了新的研究成果,有望实现用低成本的电池废料替代价格昂贵的贵金属催化剂。

  团队在《中国科学材料》发表研究论文《变废为宝:富缺陷镍掺杂磷酸铁锂用于高效电催化析氧反应》,利用简单浸渍法结合电化学原位转化将废旧电池正极材料磷酸铁锂转变成高效的析氧反应电催化剂。

  用此方法新获得的镍铁基纳米片催化剂克服了废弃电池中磷酸铁锂材料颗粒尺寸大、比表面积小、活性差等问题,在催化性能测试中表现出了与其他贵金属催化剂相媲美的优异催化活性和稳定性。

  该方法具有材料损耗低、生产周期短、产率高、可放大等特点,具有很高的工业价值、成本优势和市场潜力,由此,新能源汽车退役的电池又有了一个新去处。

  新能源汽车动力蓄电池正在老龄化

  天大团队取得成果备受瞩目,是因为新能源汽车退役电池正处于老龄化阶段。

  近十年来,在政策与市场双层驱动下,新能源汽车市场经历了爆发式增长。第一轮电池的“退役潮”随之到来。如何处理这些退役电池,成为了新的社会关注点。

  今年8月,工业和信息化部、科技部、生态环境部、商务部、市场监管总局等五部分联合制定了《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》(以下简称《管理办法》)。8月30日、9月3日,工业和信息化部节能与综合利用司又先后发布了《管理办法》的解读,推动《管理办法》有效落实。

  解读中指出:

  动力电池梯次利用是资源综合利用的新兴领域,梯次利用企业主要集中在电池退役量大、技术资源优势明显的京津冀、长三角、珠三角等地区。

  目前,梯次利用检测、拆解、重组利用等技术已较为成熟,电池残值评估、远程监控预警等技术不断优化提升,梯次产品已应用在储能、备电等领域。

  梯次利用是指让“退役”的动力电池应用于其他领域。再生利用则是对“退役”电池进行拆解、破碎、筛选,利用浸出湿法冶金或火法冶金等工艺,提取电池中的锂、钴、镍等金属元素,并用于二次电池生产。

  按照新能源汽车国家标准,动力电池常常剩余80%余能即可“退役”。这使得动力电池从车辆“退役”后,仍然具有长达数年的使用价值。“先梯次利用,后再生回收”成为“退役”动力电池的首选回收利用方案。

  电池退役的蓝海

  据二次电池及电动汽车调查机构SNE预计,截至2020年,中国动力电池退役量约25GWh,而到2025年,中国动力电池退役量将达90GWh。由于锂和钴价格暴涨,国际市场研究机构预测,2025年全球动力电池回收行业规模将达122亿美元,2030年将达181亿美元,其中,中国将成为最大的动力电池回收市场。

  由于看到了巨大的市场潜力,电池回收企业的数量猛增。经营范围含“电池回收”的企业仅2019年新增企业就超过700家。

  在锂回收这一领域,天能集团先后与清华大学开展“共建退役锂离子电池拆解与资源化利用联合创新实验室”合作,与浙江工业大学开展“废旧锂离子电池高效回收技术”研究。

  宁德时代与巴斯夫欧洲公司宣布在电池材料解决方案领域内建立战略合作伙伴关系,合作内容包括正极活性材料 (CAM) 及电池回收。

  还有格林美、天奇股份、光华科技等上市公司也一早布局,抢先占据红利高地……

  大批企业涌入电池回收领域,造成了一定程度的市场乱象。但也涌现了一批创新模式,为电池的统一回收及管理工作“试水”。

  如上汽、蔚来等运营的新能源汽车换电模式,换电模式让动力电池的集中管理变得更容易,同时也为电池的集中回收建立了通畅的渠道,梯次利用的模式也会得到进一步推广。福建常青将回收吉利汽车等使用或报废用的动力电池,拆解后分离出贵重的金属盐,比如钴盐,再生产为三元前驱体,供给吉利汽车旗下的电池工厂。

  7月7日,发改委等多部门印发“十四五”循环经济发展规划的通知,其中提出,加强新能源汽车动力电池溯源管理平台建设,完善新能源汽车动力电池回收利用溯源管理体系。

  工信部在2018年和今年1月曾先后两次公示《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,共有20余家企业入选“白名单”。

  不难看出,目前退役动力电池的回收利用还存在众多问题亟待解决,如示范性项目成本很高、性能指标一致性无法得到保障等等,但政府、企业等都在努力探索可行的解决方案,废旧动力电池回收利用市场体系正在逐步完善,绿色、低碳发展将成为中国汽车产业下一个阶段的重点和新的增长极。


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