我国动力蓄电池回收利用面临的主要问题及发展建议

王攀　徐树杰　殳崇

摘要：我国新能源汽车产业快速发展，随之而来的动力蓄电池回收利用问题受到广泛关注。本文阐述了我国开展动力蓄电池回收利用的重要性和紧迫性，重点分析了现阶段我国动力蓄电池回收利用所面临的问题，并分别从管理制度建立、技术研发攻关、标准体系完善、回收模式创新四个方面提出建议，为我国动力蓄电池回收利用产业健康发展提供参考。

关键词：动力蓄电池；回收利用；生产者责任；管理制度；创新模式

1引言

进入21世纪以来，资源短缺和环境污染问题成为制约社会发展的关键因素。新能源汽车符合绿色、低碳、可持续性发展战略，在国家利好政策以及消费者环保意识提高的驱动下，新能源汽车产业发展势头强劲，产销量逐年攀升，迅速发展为战略性新兴产业。然而，在新能源汽车快速发展的同时，退役动力蓄电池的回收处理问题愈加紧迫。据预测至2020年，我国动力蓄电池累计报废量将达到20万吨的规模。如此大量的废旧动力蓄电池若未能有效回收处理，将会对环境造成巨大污染。

我国动力蓄电池回收利用尚处于起步阶段，在回收利用管理制度建设、先进技术创新、模式探索、标准体系构建等方面仍存在很多问题。为了能在动力蓄电池进入大规模报废之前做好充分回收利用准备，避免重蹈“先污染、后治理”的覆辙，我国应加快建立完善的动力蓄电池回收利用管理体系。基于此，本文深入研究动力蓄电池回收利用面临的主要问题，并提出合理建议，为动力蓄电池回收利用管理制度的建立提供支撑。

2动力蓄电池回收利用面临的主要问题

2.1拆解复杂性高

退役动力蓄电池复杂程度很高，不同车型有不同的电池设计，其内外部结构设计，模组连接方式，集成形式各不相同，不能采用同一套拆解流水线适合所有的电池pack和内部模组，导致电池拆解时极为不便。在拆解作业时，如果进行自动化拆解，对生产线的柔性配置要求比较高，从而导致处置成本过高。因此，在目前自动化水平不高的情况下，多数工序是人工完成的，工人的技能水平可能会影响着电池回收过程中的成品率，同时由于pack本身是高能量载体，如果操作不当，可能会发生短路、漏液等各种安全问题，进而可能造成起火或爆炸，导致人员伤亡和财产损失。因此，采取什么样的措施和方法，确保电池拆解过程中的安全快捷作业，是一个重要问题。

2.2产品一致性差

退役动力蓄电池再利用前必须经过品质检测，将电芯分选分级，包括安全性评估、循环寿命测试等，将电芯分选分级，再重组后才可以被再利用。但是如果动力蓄电池在服役期间没有完整的数据记录，再利用过程进行电池寿命预测时，准确度可能会下降，电池的一致性无法保障，同时测试设备、测试费用、测试时间、分析建模等成本都会增加。由于不同电池的内阻特性、电化学特性、热特性相同，电池的不一致性和可靠性可能也无法保证，如果一些存在问题的电池在筛选过程中没有被检验出来，而再次被使用，会增加其他整个电池系统的安全风险。所以，如何做到快速无损准确的检测，是该种情况下梯级利用的关键所在。

2.3系统集成技术不成熟

由于电芯之间的连接通常都是激光焊接或其他刚性连接工艺，难以做到无损拆解，动力蓄电池梯级利用时最合理的是拆解到模组级，然而不同批次甚至不同厂家生产的电池模组，要实现在同一系统中混用，需考虑并解决以下系统集成技术：

分组技术：根据材料体系、容量、内阻、剩余循环寿命等参数重新对电池模组进行分组并建立数据库。分组参数设定要合理，若参数设定区间过大，模组离散性大，成组为系统后，对系统性能和寿命影响大；若参数设定区间过小，分组过于严格，会导致可匹配的模组少，系统集成困难。

系统柔性设计：设计系统结构时需要充分考虑不同模组可能具有的尺寸、重量和串并联数，所以设计时应该是在空间上有很大的弹性，以兼容不同的模组，固定方式既要考虑紧固性和可靠性，又要考虑弹性和便于快速装卸。

2.4回收利用经济性欠佳

成本是退役动力蓄电池梯级利用的最大优势，也是梯级利用经济效益的来源。但是目前在动力蓄电池再利用领域，由于电池检测和重组时，设备和人工投入成本较高，导致电池出厂价格偏高。并且产品的运维环节，如何确定合理的质保年限，做到智能化管理，远程诊断和维护等，都会影响产品的生命周期成本。目前，动力蓄电池回收产业还未形成规模效应，国内还未建立成熟的回收体系，缺乏盈利点。

2.5回收利用企业发展滞后

回收利用企业的资质也成为制约电池回收的又一瓶颈。废旧动力蓄电池回收利用产业相对于新能源的发展具有有滞后性，根据电池的寿命，动力蓄电池回收利用企业的发展会比电池生产企业滞后3—5年，且。废旧动力蓄电池行业的投资成本不大且程序复杂，经济效益并不乐观，回收利用企业需要具备相应的手段和能力，而具备相应资质的企业尚为数不多，企业规模有限寥寥无几。

2.6回收利用管理制度不健全

我国2016年初发布了《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策（2015年版）》，明确落实生产者责任延伸制度，电动汽车生产企业承担电动汽车废旧动力蓄电池回收利用的主要责任，动力蓄电池生产企业承担电动汽车生产企业售后服务体系之外的废旧动力蓄电池回收利用的主要责任，梯级利用电池生产企业和报废汽车回收拆解企业也均负有相应责任。但是，由于该政策并不是强制性管理且缺乏明确的奖惩机制，加上动力蓄电池回收利用经济性不高，目前各级动力蓄电池相关主体对政策的执行不乐观。

3动力蓄电池回收利用发展建议

根据上文所述，国内动力蓄电池品种繁多，电池构造复杂且没有固定标准，造成拆解回收工艺复杂，回收成本高，企业缺乏回收热情，难以形成产业化经营，且重组技术手段不成，加之政府缺乏监管及鼓励政策，动力蓄电池回收面临极大困难。

根据我国动力蓄电池回收利用现状，本文从管理制度、技术攻关、标准制定、模式创新等层面提出建议。

3.1管理制度

为加强新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业管理，规范行业和市场秩序，工业和信息化部陆续制定了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》及其配套《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法》。今年以来，政府部门着力开展《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》的研究制定工作，该《办法》的制定基于生产者责任延伸制度理念，立足于对动力蓄电池产品全生命周期进行管理。《办法》涵盖产品设计、生产、销售、回收、梯级利用、再生利用等相关阶段，明确动力蓄电池生产企业、汽车生产企业、梯级利用企业以及报废汽车回收拆解企业等承担各阶段动力蓄电池回收利用的相关责任，鼓励有关各方共同建设回收服务网点，采用合理方式降低回收成本。因此，相关管理部门应积极推进法规政策的落实与监管，促进动力蓄电池回收利用产业规模化、规范化发展，提高资源综合利用水平。

3.2技术攻关

目前我国对退役动力蓄电池的残余价值评估、健康状态评价等关键技术还不成熟，梯级利用和再生利用环节相关技术研发相对滞后，需行业专家协同合作，推动技术创新与应用，攻坚克难，突破技术难点。比如在电池拆解方面，需要进行柔性化的配置，将拆解流水线进行分段细化，针对不同的电池pack，在制定拆解操作流程时，要尽可能复用现有流水线的工段和工序，以提高作业效率，降低重复投资。同时，需要完整记录动力蓄电池在服役期间运行数据，梯次利用的厂家可以根据这些数据，建立电池模组的寿命模型。

3.3标准制定

动力蓄电池在回收利用领域存在的另一大问题是缺乏技术标准，电池容量达到需要进入回收程序，何种程度可以进入下一阶梯利用，何种程度不能再进行梯次使用，都没有明确的标准可以参照，这需要政府层面建立相关规范和标准。

3.4模式创新

动力蓄电池的梯次利用回收利用产业链，涉及到用户（车主或商业运营单位）、新能源车企、动力需电池企业、综合回收利用拆解企业、梯次利用企业等主体，需要全行业企业共同参与。面对日益激烈的市场竞争，寻求企业间合作是增强企业竞争实力的有效手段，缺乏技术和资本竞争实力的企业将逐步被市场淘汰，产业链上下游的企业紧密合作，成立电动汽车后市场的产业联盟，建立共生共赢的产业链生态圈，才能推动产业健康发展。