我國動力蓄電池回收利用面臨的主要問題及發(fā)展建議

王攀　徐樹杰　殳崇

摘要：我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，隨之而來的動力蓄電池回收利用問題受到廣泛關(guān)注。本文闡述了我國開展動力蓄電池回收利用的重要性和緊迫性，重點(diǎn)分析了現(xiàn)階段我國動力蓄電池回收利用所面臨的問題，并分別從管理制度建立、技術(shù)研發(fā)攻關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)體系完善、回收模式創(chuàng)新四個方面提出建議，為我國動力蓄電池回收利用產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：動力蓄電池；回收利用；生產(chǎn)者責(zé)任；管理制度；創(chuàng)新模式

1引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，資源短缺和環(huán)境污染問題成為制約社會發(fā)展的關(guān)鍵因素。新能源汽車符合綠色、低碳、可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略，在國家利好政策以及消費(fèi)者環(huán)保意識提高的驅(qū)動下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，產(chǎn)銷量逐年攀升，迅速發(fā)展為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。然而，在新能源汽車快速發(fā)展的同時，退役動力蓄電池的回收處理問題愈加緊迫。據(jù)預(yù)測至2020年，我國動力蓄電池累計(jì)報廢量將達(dá)到20萬噸的規(guī)模。如此大量的廢舊動力蓄電池若未能有效回收處理，將會對環(huán)境造成巨大污染。

我國動力蓄電池回收利用尚處于起步階段，在回收利用管理制度建設(shè)、先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、模式探索、標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建等方面仍存在很多問題。為了能在動力蓄電池進(jìn)入大規(guī)模報廢之前做好充分回收利用準(zhǔn)備，避免重蹈“先污染、后治理”的覆轍，我國應(yīng)加快建立完善的動力蓄電池回收利用管理體系。基于此，本文深入研究動力蓄電池回收利用面臨的主要問題，并提出合理建議，為動力蓄電池回收利用管理制度的建立提供支撐。

2動力蓄電池回收利用面臨的主要問題

2.1拆解復(fù)雜性高

退役動力蓄電池復(fù)雜程度很高，不同車型有不同的電池設(shè)計(jì)，其內(nèi)外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模組連接方式，集成形式各不相同，不能采用同一套拆解流水線適合所有的電池pack和內(nèi)部模組，導(dǎo)致電池拆解時極為不便。在拆解作業(yè)時，如果進(jìn)行自動化拆解，對生產(chǎn)線的柔性配置要求比較高，從而導(dǎo)致處置成本過高。因此，在目前自動化水平不高的情況下，多數(shù)工序是人工完成的，工人的技能水平可能會影響著電池回收過程中的成品率，同時由于pack本身是高能量載體，如果操作不當(dāng)，可能會發(fā)生短路、漏液等各種安全問題，進(jìn)而可能造成起火或爆炸，導(dǎo)致人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，采取什么樣的措施和方法，確保電池拆解過程中的安全快捷作業(yè)，是一個重要問題。

2.2產(chǎn)品一致性差

退役動力蓄電池再利用前必須經(jīng)過品質(zhì)檢測，將電芯分選分級，包括安全性評估、循環(huán)壽命測試等，將電芯分選分級，再重組后才可以被再利用。但是如果動力蓄電池在服役期間沒有完整的數(shù)據(jù)記錄，再利用過程進(jìn)行電池壽命預(yù)測時，準(zhǔn)確度可能會下降，電池的一致性無法保障，同時測試設(shè)備、測試費(fèi)用、測試時間、分析建模等成本都會增加。由于不同電池的內(nèi)阻特性、電化學(xué)特性、熱特性相同，電池的不一致性和可靠性可能也無法保證，如果一些存在問題的電池在篩選過程中沒有被檢驗(yàn)出來，而再次被使用，會增加其他整個電池系統(tǒng)的安全風(fēng)險。所以，如何做到快速無損準(zhǔn)確的檢測，是該種情況下梯級利用的關(guān)鍵所在。

2.3系統(tǒng)集成技術(shù)不成熟

由于電芯之間的連接通常都是激光焊接或其他剛性連接工藝，難以做到無損拆解，動力蓄電池梯級利用時最合理的是拆解到模組級，然而不同批次甚至不同廠家生產(chǎn)的電池模組，要實(shí)現(xiàn)在同一系統(tǒng)中混用，需考慮并解決以下系統(tǒng)集成技術(shù)：

分組技術(shù)：根據(jù)材料體系、容量、內(nèi)阻、剩余循環(huán)壽命等參數(shù)重新對電池模組進(jìn)行分組并建立數(shù)據(jù)庫。分組參數(shù)設(shè)定要合理，若參數(shù)設(shè)定區(qū)間過大，模組離散性大，成組為系統(tǒng)后，對系統(tǒng)性能和壽命影響大；若參數(shù)設(shè)定區(qū)間過小，分組過于嚴(yán)格，會導(dǎo)致可匹配的模組少，系統(tǒng)集成困難。

系統(tǒng)柔性設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時需要充分考慮不同模組可能具有的尺寸、重量和串并聯(lián)數(shù)，所以設(shè)計(jì)時應(yīng)該是在空間上有很大的彈性，以兼容不同的模組，固定方式既要考慮緊固性和可靠性，又要考慮彈性和便于快速裝卸。

2.4回收利用經(jīng)濟(jì)性欠佳

成本是退役動力蓄電池梯級利用的最大優(yōu)勢，也是梯級利用經(jīng)濟(jì)效益的來源。但是目前在動力蓄電池再利用領(lǐng)域，由于電池檢測和重組時，設(shè)備和人工投入成本較高，導(dǎo)致電池出廠價格偏高。并且產(chǎn)品的運(yùn)維環(huán)節(jié)，如何確定合理的質(zhì)保年限，做到智能化管理，遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)等，都會影響產(chǎn)品的生命周期成本。目前，動力蓄電池回收產(chǎn)業(yè)還未形成規(guī)模效應(yīng)，國內(nèi)還未建立成熟的回收體系，缺乏盈利點(diǎn)。

2.5回收利用企業(yè)發(fā)展滯后

回收利用企業(yè)的資質(zhì)也成為制約電池回收的又一瓶頸。廢舊動力蓄電池回收利用產(chǎn)業(yè)相對于新能源的發(fā)展具有有滯后性，根據(jù)電池的壽命，動力蓄電池回收利用企業(yè)的發(fā)展會比電池生產(chǎn)企業(yè)滯后3—5年，且。廢舊動力蓄電池行業(yè)的投資成本不大且程序復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)效益并不樂觀，回收利用企業(yè)需要具備相應(yīng)的手段和能力，而具備相應(yīng)資質(zhì)的企業(yè)尚為數(shù)不多，企業(yè)規(guī)模有限寥寥無幾。

2.6回收利用管理制度不健全

我國2016年初發(fā)布了《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策（2015年版）》，明確落實(shí)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，電動汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)電動汽車廢舊動力蓄電池回收利用的主要責(zé)任，動力蓄電池生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)電動汽車生產(chǎn)企業(yè)售后服務(wù)體系之外的廢舊動力蓄電池回收利用的主要責(zé)任，梯級利用電池生產(chǎn)企業(yè)和報廢汽車回收拆解企業(yè)也均負(fù)有相應(yīng)責(zé)任。但是，由于該政策并不是強(qiáng)制性管理且缺乏明確的獎懲機(jī)制，加上動力蓄電池回收利用經(jīng)濟(jì)性不高，目前各級動力蓄電池相關(guān)主體對政策的執(zhí)行不樂觀。

3動力蓄電池回收利用發(fā)展建議

根據(jù)上文所述，國內(nèi)動力蓄電池品種繁多，電池構(gòu)造復(fù)雜且沒有固定標(biāo)準(zhǔn)，造成拆解回收工藝復(fù)雜，回收成本高，企業(yè)缺乏回收熱情，難以形成產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營，且重組技術(shù)手段不成，加之政府缺乏監(jiān)管及鼓勵政策，動力蓄電池回收面臨極大困難。

根據(jù)我國動力蓄電池回收利用現(xiàn)狀，本文從管理制度、技術(shù)攻關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)制定、模式創(chuàng)新等層面提出建議。

3.1管理制度

為加強(qiáng)新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)管理，規(guī)范行業(yè)和市場秩序，工業(yè)和信息化部陸續(xù)制定了《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》及其配套《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法》。今年以來，政府部門著力開展《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理辦法》的研究制定工作，該《辦法》的制定基于生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度理念，立足于對動力蓄電池產(chǎn)品全生命周期進(jìn)行管理。《辦法》涵蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、回收、梯級利用、再生利用等相關(guān)階段，明確動力蓄電池生產(chǎn)企業(yè)、汽車生產(chǎn)企業(yè)、梯級利用企業(yè)以及報廢汽車回收拆解企業(yè)等承擔(dān)各階段動力蓄電池回收利用的相關(guān)責(zé)任，鼓勵有關(guān)各方共同建設(shè)回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，采用合理方式降低回收成本。因此，相關(guān)管理部門應(yīng)積極推進(jìn)法規(guī)政策的落實(shí)與監(jiān)管，促進(jìn)動力蓄電池回收利用產(chǎn)業(yè)規(guī)?；⒁?guī)范化發(fā)展，提高資源綜合利用水平。

3.2技術(shù)攻關(guān)

目前我國對退役動力蓄電池的殘余價值評估、健康狀態(tài)評價等關(guān)鍵技術(shù)還不成熟，梯級利用和再生利用環(huán)節(jié)相關(guān)技術(shù)研發(fā)相對滯后，需行業(yè)專家協(xié)同合作，推動技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，攻堅(jiān)克難，突破技術(shù)難點(diǎn)。比如在電池拆解方面，需要進(jìn)行柔性化的配置，將拆解流水線進(jìn)行分段細(xì)化，針對不同的電池pack，在制定拆解操作流程時，要盡可能復(fù)用現(xiàn)有流水線的工段和工序，以提高作業(yè)效率，降低重復(fù)投資。同時，需要完整記錄動力蓄電池在服役期間運(yùn)行數(shù)據(jù)，梯次利用的廠家可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)，建立電池模組的壽命模型。

3.3標(biāo)準(zhǔn)制定

動力蓄電池在回收利用領(lǐng)域存在的另一大問題是缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，電池容量達(dá)到需要進(jìn)入回收程序，何種程度可以進(jìn)入下一階梯利用，何種程度不能再進(jìn)行梯次使用，都沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)可以參照，這需要政府層面建立相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

3.4模式創(chuàng)新

動力蓄電池的梯次利用回收利用產(chǎn)業(yè)鏈，涉及到用戶（車主或商業(yè)運(yùn)營單位）、新能源車企、動力需電池企業(yè)、綜合回收利用拆解企業(yè)、梯次利用企業(yè)等主體，需要全行業(yè)企業(yè)共同參與。面對日益激烈的市場競爭，尋求企業(yè)間合作是增強(qiáng)企業(yè)競爭實(shí)力的有效手段，缺乏技術(shù)和資本競爭實(shí)力的企業(yè)將逐步被市場淘汰，產(chǎn)業(yè)鏈上下游的企業(yè)緊密合作，成立電動汽車后市場的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，建立共生共贏的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈，才能推動產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。