车用动力锂电池与环境保护

刘姝

摘要：随着未来新能源汽车等市场需求的高速增长以及国家一系列利好政策支撑，车用动力电池的使用量及报废量也将迅速增加，其后期的回收利用问题将成为一个重大议题。本文经过对各国锂电池回收产业的分析、解讀，并结合我国现状，对未来动力锂电池回收及环境保护的发展方向及趋势进行了展望。

关键词：动力锂电池；锂离子电池；环境保护

燃油汽车虽然是21世纪最重要的交通工具，但是其带来的污染也成为全球性问题，因此积极发展燃油替代，扩大纯电动汽车、混合动力汽车等交通工具的燃油替代规模已成为历史必然。2012年国务院颁发的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》中指出，到2020年，我国纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力预计达200万辆、累计产销量预计超过500万辆。因此，近几年我国的新能源汽车市场出现了超预期发展和增长，并带动了产业链上下游企业的高速增长，尤其是动力锂电池行业在2017年取得了突飞猛进的发展。但伴随新能源汽车的发展，车用动力电池的报废量也将与日俱增。预计到2020年，动力电池的年报废量将会超过12万吨。但由于车用动力电池的特殊性，其后期的回收利用将成为新能源汽车发展中不得不考虑的一个重大议题。

一、动力电池潜在环境危害

动力锂电池一般是指以磷酸铁锂、锰酸锂等锂离子化合物为正极，以石墨为负极的一种二次电池（或称充电电池）。动力锂电池在电动交通工具、工业、储能等多方面均有广泛的应用，其中新能源汽车，即纯电动汽车或插电式混合动力汽车，是动力锂电池的最大需求市场。除此之外还有智能电网、家庭储能等其他方面的应用。

动力电池的正负极材料都含有钴、锰、镍等重金属，电解液含氟、砷等有毒元素，其电池溶剂分解后可产生甲醛、甲醇等有毒物质。由此可见，使用后的锂离子动力电池，若不进行回收或处理不当，会产生较为严重的环境污染，甚至发生人身伤亡。因此，随着我国动力电池使用量的逐年增加，回收及处理废旧电池工作已迫在眉睫。

二、发达国家动力电池与环境保护经验

（1）美国。美国历来相当重视环境管理方面的工作，对于动力电池的回收和再利用方面，政府大力推动建立电池回收利用网络。该网络采取附加环境费的方式，由消费者购买电池时收取一定数额的手续费和电池生产企业出资一部分回收费，作为产品报废回收的资金支持，同时废旧电池回收企业以协议价将提纯的原材料卖给电池生产企业，此种模式既能让电池生产企业很好的履行相关责任义务，在一定程度上又保证了废旧电池回收企业的利润，落实了生产者责任延伸制度。

（2）欧盟。目前欧盟采取电池回收基金制度，同时已建立便携式电池回收网络。例如欧盟具有代表性的电池回收企业Umicore（简称“优美科”）公司。该公司开发并投产了世界上第一套针对锂离子电池、锂聚合物电池和镍氢电池的金属回收利用方案。优美科于2011年在比利时霍博肯建立了一座新工厂，初始产能为7000吨/年，现有处理能力相当于15万个混合动力汽车电池。

（3）日本。日本虽没有针对车用动力电池的专门法规，但在日本相关环保法规的作用下，日本已经初步建立起“蓄电池生产-销售-回收-再生处理”的电池回收利用体系。如丰田公司于2011年启动了动力电池回收项目，实现了混合动力车动力电池的多次利用。同时日本民众自发成立很多民间组织，参与到废旧电池产品回收的各个环节，这使得日本在回收处赚旧电池领域一直走在世界前列。

三、我国动力电池环保现状

目前我国车用动力电池回收利用，由于受规模的限制，尚未形成回收市场。根据工信部目前的预计，我国将在2020年左右出现最早一批新能源车的动力电池的更新淘汰。鉴于目前新能源车的销售形势，届时需要处理的废旧电池可能达到12～120万吨，动力锂电池报废量将达32.2Gwh。回收再利用所带来的环保市场规模预计会达到136亿元。到2023年，报废量可能将达到101Gwh。因此，与规模庞大的动力锂电市场所伴生的将是锂电池回收和下游梯次利用等环保行业的发展机遇，发展锂电池回收和梯次利用在避免资源浪费和环境污染的同时也将产生可观的经济效益和投资机会。

另外一方面，要高度重视动力电池梯次利用和回收再利用。新能源汽车的大部分电池性能衰减到80%左右时就会报废，因此还有很大的利用价值，尤其是随着电池制造水平的提高，电池一致性提高，电池的梯次利用非常重要。要开展梯次利用电池企业需要建立大数据追溯系统平台，和对电池的一些检测评价的方法。通过这些大数据对退役电池他的一些健康状况进行评价，来确定电池是否进入梯次利用，还是报废回收。同时从国家层面，我们建议尽快制定动力电池梯次利用、报废回收的相关标准，这样既可以提高废旧锂电池的利用率，也可以降低成本和提高一致性，也便于今后梯次利用时拆解和重组。

四、结语

就目前状况来看，车用锂离子动力电池的使用及报废量将持续增长。预计在未来五年，早期的新能源汽车将进入淘汰周期，环境保护的压力较大。与此同时，与处理废旧电池相关的环境保护市场规模预计也会达到136亿元左右。中国经济现在进入一个新常态的大趋势下，锂电回收行业整合也会持续的进行，只有拥有技术积累、有足够的资金支撑、理性市场定位和对市场快速反应的产生，才能在未来激烈市场竞争中占得先机、赢得市场。

（作者单位：重庆工业职业技术学院）

参考文献

[1]国务院.节能与新能源汽车产业发展规划（2012―2020年）.

[2]蒲毅，徐树杰，吴蒙.车用动力电池回收利用的现状与对策.[J]环境保护，2015（32）：36-39.

[3]丁辉.美国动力电池回收管理经验及启示.[J]环境保护，2016，22（44）：69-72.

[4]李骄阳，王莉，何向明.动力锂电池的未来发展.[J]透视，2016（3）：25-30.