退役动力电池回收利用模式探讨

童杰+李娟+李健平

摘 要：由于动力电池的大规模使用，导致退役动力电池在数量和规模上急剧增加。对的环境影响日益严重。基于此，本文提出了退役动力电池回收利用模式尝试性的探讨，结合中国实际情况，提出了三点关于退役动力电池回收利用模式。结合中国经济发展趋势，研究高效的回收利用退役动力电池技术具有极大的经济价值。

关键词：动力电池

1 背景分析

伴随着中国经济的发展，环境污染问题与资源短缺问题日益凸显。研究和开发新能源以及新的储能设备成为中国经验继续发展亟待解决的问题。在我国的“十三五”规划中，明确提出推进能源革命，加快能源技术创新，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。然而，锂离子电池（LIB）是目前综合性能最好的电池体系，被广泛用于手机、笔记本电脑、电动车、混合动力车、信息技术和航空航天等领域的动力支持。这将在一定程度上能够有效的缓解环境与资源的问题。正是由于锂离子电池的大规模使用，废旧锂离子电池作为环境污染的一个重要因素越来越受到人们的关注。据资料显示：一个小小的纽扣电池可以污染60万升水，相当于一个人一生的饮水量。废弃锂离子电池的污染物，再通过土壤和水源进入人类的食物链，将对人的健康状况造成的极大影响。有数据库显示，2015年中国锂离子电池产品产量为559788.36万只，中国已经成为全球最大的锂离子电池制造和使用大国。同时，中国也产生了大量废旧锂离子电池，废旧锂离子电池利用价值较低，加上使用分散，绝大部分作生活垃圾处理，其回收存在着成本和管理方面的问题，再生利用也存在一定的技术问题。因此，开展废旧电池的回收研究对于我国的经济和环境的可持续发展具有重要意义。

目前，我国一直没有建立完善的废旧锂离子电池回收体系，居民随意丢弃现象严重。最新调查显示，中国废旧电池回收率非常低。多数居民认为废旧电池回收活动“与自己无关”或“没时间参加”，这样导致多数人将废旧电池与生活垃圾一起丢弃。废旧电池回收之所以会出现以上情况可归于以下几点：（1）废旧锂离子电池回收基本是靠志愿者，这样难以大规模的回收利用；（2）由于受资金和处理技术等因素的限制，没有形成规模优势；（3）居民对废旧电池的危害不够重视，环保意识差，多数人没有形成自觉上交废旧电池的意识。

2 我国废旧锂离子电池回收模式的选择

基于退役锂离子电池对人类环境的影响，废旧锂离子电池的回收模式必须要立足于中国的实际。首先，应该引进国外先进电池回收技术，提供废旧电池再利用的效率；第二，应该从锂离子电池生产就开始考虑回收再利用，鼓励企业加大研发大容量，利用次数多的锂离子电池技术的研发；最后，政府从政策上引导民众对电池进行分类处理；同时，也让企业参与回收再利用的环节中来。

2.1 引进国外先进回收再利用技术

在中国，对动力电池研究主要集中在提高其安全性能及使用寿命等方面，而回收利用环节相关技术研发却严重脱节。在这里，先介绍国外在新能源汽车动力电池回收技术领先的两家公司：第一；Umicore开发了独特的Val′Eas工艺，通过特制的熔炉用高温冶金法回收锂离子电池制得Co（OH）2/CoCl2，石墨和有机溶剂则作为燃料放出能量。该工艺的特点是不进行电池解体破碎，避免了解体破碎困难、安全风险高的问题；回收得到的钴等化合物纯度高，可直接返回电池材料生产，实现金属的循环利用；高温熔炼既综合回收了钴、镍、锰、铜等有价金属，又利用了其中塑料与石墨碳、铝箔等，并产出清洁无害的炉渣，过程简单。位于比利时安特卫普的霍博肯工厂目前能够每年处理7000吨左右的废旧二次电池；第二，在锂离子回收方面，Eco-Bat工艺是OnTo公司的首创。该工无需高温且所耗能量极低，主要采用CO2超临界流体恢复锂离子电池的容量。将电池放在干燥、适当的压力和温度的环境下，电池中的电解液被液态的CO2溶解并转移到回收的容器内。然后改变温度和压力使CO2气化使得电解液析出。电解液被循环的超临界CO2携带出来，注入新的电解液后用环氧树脂封口，使电池恢复充放电能力。

这两家公司都实现了锂离子电池的回收再利用，这些技术可以在适当的条件下引进到国内。通过消化技术再创新，提高国内锂离子电池回收再利用技术水平。

2.2 鼓励企业研发易于回收再利用的锂离子电池

企业是生产和利用动力电池的主体，国家是制定法律法规的主体；国家支持开展退役动力电池回收利用的科学研究、技术设备开发和示范推广应用，制定推荐回收利用方法、设备及工艺清单，鼓励动力电池生产企业、电池使用企业、专门回收利用企业以及高校研究所等联合建立技术研究工作组，促进回收利用技术进步。结合中国实际情况，选择重点区域，开展动力电池回收利用技术及回收模式的示范应用，构建具有中国特色的退役动力电池回收利用体系。

2.3 政府出台政策引导民众和企业参与退役锂离子电池回收再利用

第一，政府从多个方面引导民众形成良好的环保意识，改掉随意丢弃退役电池的不好习惯，使民众自觉上缴废旧电池的习惯成为社会公德；对我们的下一代的教育尤为重要，可以通过开始科普课的形式教育孩子，使他们从小就形成一种环保意识。

第二，政府可以通过立法的形式强制规范退役电池的回收；制定退役动力电池回收利用政策及管理办法，研究动力电池回收利用行业准人条件，推动相关技术标准体系建设，有效保障动力电池得到有效回收利用。

3 小结与展望

动力电池的回收再利用研究已历经20余年，虽然国内有多种方法能有效实现电池回收再利用，但是由于动力电池由于其制造技术尚不成熟，人们的目光多集中在提高电池性能上。最终导致动力电池废弃后，对环境的污染将更为严重，并且目前尚未找到一种成熟的回收方法，对环保工作造成的压力日益显著。造成这种局面的原因是多方面的。一部分原因是缺乏完备的管理体制，在未来几年，应加快建立动力电池回收处理法律体系，鼓励民间组织建立回收联盟，加强对违法经营的惩治力度，提高回收利用行业的准入条件，逐步规范我国动力电池回收利用处理市场。

参考文献

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