动力蓄电池回收利用研究进展

张伟 曾祥兵 朱红 姚朝华 陈宾

奇瑞新能源汽车技术有限公司 安徽省芜湖市 241002

随着电动汽车的快速发展，动力蓄电池的回收利用问题也越来越凸显[1]。市场普遍预计，2018年将迎来第一个动力电池报废高峰。2018年~2020年，全国累计报废的动力电池体量将达到12万~20万吨。有更激进的观点认为，到2020年，报废量将达到28万~30万吨[2]。大量退役的动力蓄电池如果不加以合理处理，将产生严重的环境、资源和安全问题。

2018年，工业和信息化部等七部委相继联合发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》、《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》，明确指出对动力蓄电池回收利用实施全生命周期溯源管理，并将于2018年8月1日正式执行。虽然从2012年开始，国家几乎每年都出台相应的政策推动废旧电池的回收与利用，但是我国的回收利用发展仍处在初级阶段，仍旧有很多亟待解决的问题。

1 动力蓄电池回收现状

动力蓄电池溯源及回收利用的目的主要为实现动力蓄电池全生命周期的管理（如图1所示）及废旧动力蓄电池的无害化、绿色化、资源利用最大化处理，达到动力蓄电池来源可追、去向可查、过程可控、责任可究，最终实现动力蓄电池的合理化利用。

目前动力蓄电池回收处理的途径主要有两种：动力蓄电池梯次利用与动力蓄电池再生利用。动力蓄电池回收利用的直接主体是梯次利用企业与再生利用企业，但是做好动力蓄电池的回收再利用需要动力蓄电池上下游产业的全面参与，包括电池生产企业、整车生产企业、销售、维修网点、原材料生产企业等。目前国内主要的回收利用企业有赣州豪鹏、湖北格林美、湖南邦普、广州光华和衢州华友，也是首批获得国家认可资质的动力电池综合利用企业，五家企业各自掌握动力电池梯次利用、回收、拆解和再制造等业务的核心技术。目前各新能源车企及电池生产企业均在积极的与国家认可的专业回收企业进行多方位的合作，或积极整合相关资源组建动力电池回收利用公司。

1.1 梯次利用

为了实现动力蓄电池价值最大化，充分发挥电池的容量价值，在保证安全的前提下，可将乘用车退役的电池优先进行多层次多用途的梯次利用，比如储能装置、物流车、电动叉车等专用车领域。经过梯次利用使用后达到二次报废程度的电池，将进入到再生利用环节。

1.2 再生利用

为了更好的整合动力蓄电池产业资源，实现动力蓄电池价值最大化，可联合动力电池生产企业、整车生产企业、梯次利用企业、再生利用企业及原材料生产企业等动力电池产业相关产业单位共同打造动力电池产业生态圈，实现动力蓄电池原材料的重复再利用，减少对Co、Ni等矿产资源的依赖，降低动力蓄电池的综合成本，实现动力蓄电池行业的健康、持续发展。

图1 动力蓄电池全生命周期闭环图

动力蓄电池的再生过程一般经过5个过程，即放电、拆解、粉碎、分选等预处理流程，然后分离出电池内的金属外壳、正负极材料等，再将电极材料经过特定的回收工艺处理，最终筛选得到有价值的金属材料（Co、Ni等）[3]。产业化的回收过程一般分为由物理回收和化学回收，化学回收又分为湿法回收和火法回收。

贾晓峰等[4]介绍了上述三种产业化的回收工艺流程，并对每种工艺的经济效益进行分析计算，得到如表格1所示的三元电池和磷酸铁锂电池盈亏表。如表1 所示，每回收1吨磷酸铁锂电池，用物理回收法亏损661元，湿法回收法亏损1695元，火法回收法亏损-1496元，因此，对于磷酸铁锂电池更适宜用物理回收。对于三元材料电池，虽然用物理回收收益最高，但是随着Co、Ni矿产资源的缺少，正极材料成本越来越高，最常用的湿法回收还是拥有更好的市场前景。

2 回收利用困难

2.1 市场混乱

虽然国家出具了相应法规，回收利用企业必须拥有相应的资质，但是目前拥有资质的企业仅仅有5家。其他无资质的企业或者个人，由于技术与资金方面的限制，不仅技术落后，且不顾环境污染，将回收利用的废旧电池，任意排放与丢弃，造成很大的安全隐患。甚至有些企业直接将回收的动力蓄电池人工拆解，应用于老年代步车、充电宝等，拆解过程不规范、电池去向不可追溯，安全无法保障。

2.2 管理体系不健全

在电动汽车动力蓄电池回收中，前期汽车生产企业为责任主体，后期责任主体为梯次利用企业与回收利用企业。汽车生产企业负责电池编码与整车VIN码的匹配，企业溯源系统的建立，信息记录及上传，回收服务网点的建立，负责收集废旧动力蓄电池，记录上传废旧动力蓄电池的信息、集中贮存并移交至与其协议合作的有资质的梯次利用企业与回收利用企业。

但是，在实际回收业务中，如何规范移交废旧蓄电池，如何建立回收渠道，如何建立回收服务网点及上传制度，并公开网点信息，如何建立回收利用的管理程序文件，如何建立以新能源为主体的动力电池生产、销售、维修、回收、再利用的全生命周期生态圈等工作，都还处于摸索阶段，体系都不够健全和完善，都存在各种困难。因此，做好动力电池回收，必须建立统一的标准管理体系。

2.3 无规模化效应

在2015年之前，新能源电动车销量非常有限，目前可回收利用的动力蓄电池也有限，导致企业难以形成规模化效应。而且市面上各动力蓄电池的结构不同、材料体系不同，使得电池回收企业无法形成标准化、智能化的生产线，加大了回收的难度，回收成本上涨。

2.4 成本太高

处理动力电池往往要比处理其他电池花费更高的成本。从动力电池的全生命周期看，主要包括运输成本、测试成本、拆解成本、环保成本、包装成本、仓储成本、售后成本。巨大的处理成本要比采购新电池的成本还要高，往往使企业丧失回收的热情和积极性。

3 回收利用建议

我国动力电池回收利用产业尚未真正成型，回收利用发展缓慢。根据我国动力蓄电池的回收利用现状，可以从以下几个方面考虑：（1）押金和奖励并行制度：政府出台相应政策进行引导，培育消费者动力电池回收的意识，并提高企业和消费者的积极性。（2）回收网点建设：首先组织建设更加完备的溯源体系，然后政府层面组织建设网点，毕竟回收企业是无力承担全国回收网点的建设。（3）无害化处理成本转移：在培育消费者动力蓄电池回收意识的同时，提出征收附加环境费的方式，将回收成本转移给消费者；（4）生产商面向产品设计：电池生产企业，应在产品设计时，考虑回收利用便捷、环保性。

4 结语

随着电动汽车的快速发展，动力蓄电池的回收利用必将是近几年重点关注的问题。但是，现阶段我国回收利用管理体系还不够健全，技术不够成熟，溯源网络不够完善，巨大的回收成本使得很多企业望而却步。因此，需要政府的大力扶持与引导，坚持动力蓄电池全生命周期理念，押金与奖励并行，调动整个动力电池生态圈积极性，让各企业在动力蓄电池回收利用各环节履行各自相应责任，共同协作，保障动力蓄电池的有效利用和环保处置。

表1 不同回收技术经济效益对比