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电动车环保人设崩塌?废旧电池“变废”还是“为宝”

2023-04-17 16:52:19 2955

摘要:新能源车,好像真的支棱起来了。根据汽车工业协会的数据,2022年,中国市场一共销售了2686.4万辆汽车,其中新能源车688.7万辆。四舍五入新能源占了四分之一。销量不重要,重要的是趋势。从2021年开始,新能源的市场一年跳一个数量级,从1...

新能源车,好像真的支棱起来了。

根据汽车工业协会的数据,2022年,中国市场一共销售了2686.4万辆汽车,其中新能源车688.7万辆。四舍五入新能源占了四分之一。

销量不重要,重要的是趋势。从2021年开始,新能源的市场一年跳一个数量级,从100多万到300多万,再到600多万。所到之处民众竭诚欢迎,真可谓占尽天时,真可谓一派勃勃生机、万物竟发的境界。

但热闹归热闹,有一个根儿上的问题还没确定——以环保绿色为旗帜的电动车,真的一定确定以及肯定环保吗?

第一个跳出来反对的就是车底那块电池组。

在大约十年前,电动车刚刚兴起时,电池组的性能还不够成熟,再经过数年的使用,这些电池组到了今天已经进入了生命末期。据报道,截止2020年,我国的报废电池组累计已达20万吨。

在电池技术已有很大提升的今天,虽然很多电池组可以做到完全循环1000次以上,照此推算,20-30万KM的耐久性也可以满足大部分用户的需求。但不要忘了,电池组容量衰减到80%,最多到70%就已经进入了报废状态。再加上电动车爆炸式的增长速度,未来需要处理的废旧电池数量依旧巨大。

怎么处理这些电池,很快就会成为一个大问题。

众所周知,锂离子电池中含有大量化学电解液和镍、钴、锰、铜、铝等金属元素。小小的手机电池如果处理不当,都会使1平方公里的土地污染50年,更不用说如今越做越大,动辄80、90kW.h的超大电池组。

最直接的处理办法,是尽量延长电池的使用寿命,把电池榨干吃净。专业一点的说法,叫废旧动力电池梯次利用。

电动车电池组的报废标准一般是衰减至容量的70%-80%,这样的电池组虽然不能在电动车上使用,但并不意味着它们无法继续“发光发热”。所谓梯次利用就是把废旧电池组用到对电池性能和容量要求更低的领域中去。比如低速电动车领域,也就是电动自行车或者用在大家津津乐道的老年代步车上。也可以用在电网储能装置中储存用电低谷的电能,解决用电高峰的供需矛盾。还可以用来平抑风能、太阳能等间歇性能源的输出功率。总之就是榨干电池组最后一滴价值。

要实现这样的美好愿望,最好的方法就是把电池组拆解到单体级别,通过对各个单体的检测,筛选出状态良好的电池单体,再进行电池的重组。

但理想很丰满,现实很骨感,市场上的电动车型五花八门,电池组的型号、参数自然也是纷繁复杂。再加上每个电池组中有数千个电池单体,它们的健康状况又是参差不齐。这就导致电池组很难实现统一自动化拆解。同时,单体的检测工作也是成本高昂。所以在目前的技术条件下,把电池组拆解到单体级别的梯次利用方法较难实施。

直接以电池组的形式把它们应用到大型储能装置中是更可行的方案。不过每个电池组的型号参数不同,它们所经历的工作环境、温度也不相同,这导致电池组的一致性较差,对储能装置的管理维护要求高。另外,早年生产的,也就是现在面临淘汰的电池组普遍性能较差,容量衰减至80%之后再继续使用,性能很可能出现断崖式的下跌。不仅如此,随着电池技术的发展和新电池价格的下跌,废旧电池也面临着与新电池竞争的情况,这也是影响电池组梯次利用的原因之一。总之,梯次利用理论上是让电动车更绿了,但也让下家更加头秃了。

压榨剩余价值是有极限的,当容量衰减到20%以下时,电池组也基本失去了使用价值。况且电池组梯次利用也需要一定的技术经验积累,所以目前废旧电池组的处理方式以拆解回收为主。

废旧电池组中含有大量镍、钴、锰、锂等金属元素,有数据显示,预计2023年我国新增的废旧电池中可回收的镍为11.9万吨,钴2.3万吨,锰7.1万吨,锂2万吨。如果这些金属能得到合理的回收不仅能极大的缓解锂电池原料的供应不足,还能防止重金属元素对环境的污染。

目前主流的电池组拆解回收方法主要分湿法回收工艺和干法回收工艺,其中湿法回收工艺在商业中应用较多。湿法回收工艺就是将电池破碎后溶于化学溶剂中,再通过萃取、沉淀、电解等方法分离出有用的金属元素。这种处理办法成本相对较低,且金属的回收率较高,但处理过程会产生大量的废弃液体。

干法回收工艺又分为机械分选法和高温冶金法,原理是将电池组破碎后,通过磁选分离或高温加热的方法分离出各种有用金属。不过干法回收工艺对各种金属的分离不够彻底,回收率较低,且高温冶金法还会放出大量有害气体。

总之,没有什么回收办法是完美的。另外,电池组分解回收步骤较多,对设备要求也较高,这就导致分解回收的成本居高不下,甚至会一通操作猛如虎,结果回收再制造的电池比新的更贵。

总的来说,对废旧电池组进行处理是困难重重。如果新能源车企和电池厂商能全盘考虑问题,将电池组的回收利用考虑在内,对电池组采用标准化、全生命周期化的研发,相信电池组的回收利用将是另一番景象。这个过程可能还需要几年十几年甚至几十年发展完善。

说到这儿,是不是电池这个致命短板,就从根儿上决定了新能源车真的不太行、真的不够绿呢?

院长觉得还是得用发展的眼光看。搁十年前,有人跟你说电动车一次能跑几百公里,一年能卖600万辆,恐怕也没什么人信。市场起来了,就会有各种人精在整个链条里找赚钱的机会,也会有更多资金投入突破技术瓶颈,废旧电池回收产业支棱起来是迟早的,也是必须的。想必到那个时候,电动爹这个词也成了时代的眼泪吧。

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