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  • 我國動力電池廢電池走向回收利用的初級階段

    動力電池


    我國新能源汽車產銷量居世界第一。根據中國汽車工業協會公布的數據,2019年1-8月,我國新能源汽車銷量為79.3萬輛,同比增長32%。隨著新能源汽車的大規模推廣應用,廢舊動力電池的綜合利用顯得尤為迫切。

    最近,工業和信息化部修訂了《新能源汽車廢動力電池綜合利用行業標準條件》(以下簡稱《標準條件》)和《綜合利用行業標準公告管理暫行辦法》《新能源汽車廢動力電池》(以下簡稱《辦法》)于2016年發布,并正式征求公眾綜合利用意見,提出了更加完善、更加安全、更加節能環保的要求。
     

    回收利用仍處于初級階段

    根據中國汽車技術研究中心測算,結合汽車報廢壽命、電池壽命等因素,2018年至2020年,中國廢動力電池總量將達到12-20萬噸,2025年將達到35萬噸。可以說,新能源汽車動力電池大規模報廢的浪潮即將到來。

    天能集團董事局主席張天仁在接受科技日報記者采訪時表示:“動力電池的使用壽命一般為5-8年,有效壽命為4-6年,這意味著首批投放市場的新能源汽車動力電池基本處于淘汰臨界點。”正常情況下,當動力電池的容量降低到80%以下時,將不能完全滿足汽車的動力需求,可以逐步應用到其他領域。

    根據工信部發布的《新能源汽車動力電池回收利用研究報告(簡介)》顯示,目前動力電池的梯次利用大多處于試驗和示范階段,主要集中在后備電源、儲能等領域,等,2018年,中國鐵塔公司停止采購鉛酸電池,大力推廣鋰電池梯隊利用。在全國31個省市約12萬個基站開展梯隊電池備份應用,加強備份、儲能、外發應用場景業務開發。國家電網建設了用于接收可再生能源發電和調頻的磷酸鐵鋰電池儲能系統1兆瓦時示范工程。

    張天仁說,目前,退役新能源汽車動力電池主要有兩個方向,一是梯次利用,二是回收利用。拆解廢棄電池后,其中的重金屬將被提取并重新利用。”從整個生命周期來看,梯隊電池最終報廢后也需要回收利用,“國家非常重視動力電池的回收利用。2018年,工信部、環保部等國家部委聯合發布《新能源汽車動力電池回收利用管理暫行辦法》等規定,加強動力電池回收管理,規范行業發展,促進資源綜合利用。然而,動力電池的再生與再利用仍然是一個新的領域,還處于起步階段,面臨著許多困難和不足。規范條件和措施的及時修訂尤為關鍵和重要。
     

    建立健全綜合利用數據庫

    新發布的《規范和條件》修訂版和《辦法》修訂版在2016年相關文件的基礎上進行了修訂和完善,特別體現了科技推動動力電池溯源利用更加完善和安全。

    在廢舊電池的回收中,可追溯性被認為是一個關鍵環節。根據《新能源汽車動力電池回收利用追溯管理暫行規定》,將建立新能源動力鋰電池生產、銷售、使用、報廢、回收利用全過程信息采集綜合追溯管理平臺,并測試各環節主體恢復責任的履行情況。

    張天仁表示,目前我國電池回收體系還不完善,汽車生產企業、電池生產企業、回收企業、回收企業之間還沒有建立起有效的合作機制,權利和責任還不夠明確。這些制度和措施對提高廢舊電池的有效利用率起到了積極作用。規范條件修訂版強調了動力電池可追溯性管理的進一步完善。

    例如,在“技術、設備、工藝”的總體要求中,在規范條件修訂版中增加了一條,“應滿足新能源汽車動力電池回收利用追溯管理的要求,并具有信息追溯能力,如可追溯信息系統、編碼標識和其他輔助設施和設備,當提到“電子元件、金屬、石墨、塑料、橡膠、隔膜、電解質和其他在綜合利用過程中產生的零件和材料”時,不能處理,要求企業“按照國家有關要求,將符合條件的企業集中處理”,“做好跟蹤管理工作”;在“產品質量和職業教育”條款中,要求回收企業從以往的“建立完整的可追溯體系”到“建立完整的信息化生產過程管理體系”,這也有利于建立一個較為完整、成熟的廢舊動力電池綜合利用數據庫。

    安全性是動力電池發展的基礎。同樣,修訂后的規范條件對動力電池回收過程中的安全性提出了更高的要求。其中,在“環保要求”條款中,對“氣體”單獨增加了更為詳細的處理要求,“在常溫常壓下易燃易爆的綜合利用過程中產生的殘留物和排放有毒氣體,必須進行預處理,使其穩定,然后儲存,否則將作為易燃易爆危險物品儲存;”在“安全生產”中,“個人健康和社會責任”條款中增加了對運輸的新要求:“廢動力電池的運輸應符合國家有關法律法規的要求,電池結構應盡可能完整。運輸前應根據廢動力電池的安全特性進行分類,并按有關標準采取相應的運輸方案,采取防火、防水、防爆、絕緣、隔熱等安全保證措施,制定應急計劃。”
     

    關鍵共性技術亟待突破

    中國鋰資源量約700萬噸,居世界第四位。但由于鋰礦石品位低、凈化難度大、成本高,每年需要進口大量鋰礦石,對外依存度超過85%,“中國需求”也推動電池級碳酸鋰價格飛漲,從2015年初的不足5萬元/噸,到2017年底的18萬元/噸,增長近三倍,不利于新能源汽車產業的發展,對我國資源安全挑戰提出了嚴格要求。

    張天仁說,廢動力電池是一個有價值的“城市礦山”,金屬含量遠高于礦石,回收鋰、鈷、鎳等有價值的金屬,可以提高資源利用效率,減少對國外的依賴。如果廢動力電池處置不當,隨意丟棄,將對生態環境造成極大危害。”例如,正極材料中的鈷、鎳等重金屬元素,電解液中的有機物,負極材料中的碳等會對水和土壤造成嚴重污染,特別是重金屬一旦滲入土壤,幾十年內很難恢復。”

    因此,在節能環保方面,修訂后的《規范條件》首次提出鋰元素回收率標準,即不低于85%,采用材料修復工藝的材料回收率不低于90%。為避免技術落后、技術落后的“小作坊”回收利用對行業整體健康發展的影響,修訂后的《規范條件》對環保要求進行了升級。新建、改建、擴建的綜合利用企業,應當嚴格執行環境評價制度,對列入固定污染源排放許可證分類管理目錄的建設項目,按照有關管理要求申請排放許可證國家排放許可證管理規定;綜合利用過程中產生的廢水、廢氣、工業固體廢物等在線監測裝置由過去的“鼓勵安裝”改為“要求安裝”等。

    修訂后的《規范和條件》強調,“選擇生產自動化效率高、能耗指標先進、環保標準高、資源綜合利用率高的生產設備和設施,同時應采用節能、環保、清潔、高效、智能的新技術和新工藝,“張說,目前再生技術還不成熟,自動化水平低,成本高。”針對廢舊動力電池回收利用的薄弱環節,組織產學研聯合,不斷提高工藝裝備水平、金屬精煉技術水平、節能降耗水平,突破關鍵共性技術,有效降低生產成本,逐步培育成熟的產業體系。”

    2022年4月1日 18:05
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