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回收处理发展空间仍大
1、退役电池回收体系初步建立,生产者责任延伸促进回收网络紧密化
2017年1月国务院印发的《生产者责任延伸制度推行方案》中,明确了电池的回收责任归生产者所有,要求电动汽车及动力电池生产企业建立废旧电池回收网络,利用售后服务网络回收废旧电池,统计并发布回收信息,确保废旧电池规范回收利用和安全处置。
汽车厂商负责全程追溯:汽车生产厂商生产时优先使用再生原料、安全环保材料,考虑可回收性、可拆解性,并且将出售给消费者的产品进行编码,建立全生命周期追溯系统。
经销商与售后网点保障回收处置:同时,汽车生产厂商建立售后服务网点,统计并发布回收信息,确保废旧电池规范回收利用和安全处置。
消费-主动提出回收:消费者购买、使用汽车/动力电池直至报废,通知汽车售后的回收部门
经销和售后网点回收并通知下一步回收拆解:对于电池:售后网点对废旧动力电池进行统一整理后,通知专业电池回收公司;对于整车:通知报废汽车拆解企业进行拆解,拆解出的电池自行回收处理或通知专业电池回收公司处理。
电池回收企业梯次利用/拆解再生完成循环:废旧动力电池公司通过对电池的安全性以及可利用性进行分类,通知动力电池回收利用资源再生企业,将可以利用的动力电池合理分配给需要低动力电池的企业,或者销售给有电池企业授权的回收网点,回收网点通过检测不同电池废旧程度、电量以及可再利用的价值,对电池匹配使用。
对于不能利用的电池进行拆解并将原材料出售给相应的电池生产企业,完成循环。
在此政策背景下,动力电池的回收体系将进一步明晰,电池厂商-车企-消费者-回收/处理企业-电池厂商/其他厂商的循环机制得到认可,第三方回收/处理企业能够与上/下游建立更密切的联系,而此前提到的小作坊等渠道由于无法与合法渠道直接对接,其生存空间料将进一步被压缩。
2、回收再生方案:梯次利用仍有提升空间,拆解技术成熟度高被替代的废旧电池主要有梯次利用和拆解两种处理模式。
梯次利用的循环体系已经形成
梯次利用指退役动力电池经过测试、筛选、重组等环节,再次用于低速电动车、备用电源、电力储能等运行工况相对良好、对电池性能要求较低的领域。
目前梯次利用的主要领域仍在储能和调峰,以中国铁塔为例,其铁塔备电、削峰填谷站等储备电量需求约8800kWh(目前主要使用寿命短、能量密度低、价格低的铅酸电池),而随着环保、效率等要求之下,对铅酸电池的替代料将为动力电池梯次利用打开巨大的需求缺口。
目前以PACK(电池包,即多级串并联电池构成模组)+BMS(电池管理系统)为主的梯次利用技术是较为主流的选择。
PACK工序分为加工、组装、包装三大部分,其核心是将多个单一的电芯通过机械结构串联和并联起来形成电池包。
具体操作过程中由于需要考虑整个电池包的机械强度、系统匹配等问题,需要涉及热管理、电流控制与检测、模组拼装设计以及计算机虚拟开发等大量的成熟技术相互交叉协作,是梯次利用过程中的高门槛环节。
BMS电池管理系统的主要功能是智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,并实时监控电池状态,从而起到保护电池使用寿命的作用。
BMS是管理系统、控制、显示、通信、信息采集模组的集合,起到了衔接整车、电池和整个电池系统的纽带作用,对于电池厂商而言,BMS体现了厂商的核心技术竞争力,而对于动力电池梯次利用而言,BMS则决定了再利用电池的适用范围、寿命和整体价值。
狭义的梯次利用仅指电池的重组再利用,而当前磷酸铁锂电池的梯次利用回收利用体系已经形成,其内涵已经成为围绕着可利用资源展开的全周期、多层次的利用:当车辆进入报废期后(一般车的使用寿命比电池长),将经历:
(1)高性能电池筛选:车企、汽车拆解厂和部分回收企业会将报废电池中一致性较高、性能相对较好的电池通过检测等方式筛选出来,配组或委托其他企业配组为电池组,进而出售给下游以中国铁塔为代表的梯次利用企业。
(2)拆解:对于状态较差、没有直接利用价值的电池,多数会归集到第三方回收企业手中,回收企业利用物理法或湿法进行拆解再利用,将其中的铜、铝、隔膜等原材料提取并直接销售,磷酸铁锂电池的正极材料粉、负极材料粉将进入修复阶段。
(3)修复:修复的目的是为了将磷酸铁锂的材料粉进一步提纯,以获得更高的售价。同时,梯次利用后退役的电池将同样接收拆解/修复等流程,实现多维度的层层利用。
整个循环流程中,一般的回收企业有三个盈利点,即(1)出售初次筛选状态较好、能够直接梯次利用的电池;(2)出售拆解后的原材料;(3)出售修复过的正/负极材料。
但目前梯次利用由于技术和商业化两方面问题。
从技术角度来看,由于动力电池一致性较差、寿命不一,BMS系统的数据将会和电池实际状况发生背离,从而使进行梯次利用过程中面临安全、产品品质等方面的挑战;
从商业化角度来看,一方面目前梯次利用的产物标准化程度相对较低,另一方面因为电池型号不一,配组时需要的电池量基数将很大,则筛选、配组和加工成本仍相对较高,只有少数技术成熟的企业才能获取经济效益。
尽管如此,目前已经有多家行业龙头与中国铁塔等下游利用企业达成了研究和应用的战略合作协议,随着动力电池各类标准的不断出台和实施,电池的一致性将大幅提高,而紧密的合作关系将使梯次利用的应用问题在未来迎刃而解。
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