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尋電之路:制造到回收 追溯電池的一生

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  [汽車之家 行業(yè)]  一顆普通電池棄入大自然后,可以污染60萬升水,相當于一個人一生的用水量。廢電池無論是在大氣中還是深埋于地下,其重金屬成份都會隨滲液溢出,造成地下水和土壤的污染,日積月累還會嚴重危害人類健康。因此,我們在研究動力電池從哪里來的同時,更需要了解它會到哪里去。

  于是,在上期內(nèi)容我們走訪了多家車企,了解了動力電池成組、使用環(huán)節(jié)后,這次我們選擇走訪動力電池回收企業(yè),以期還原電池回收產(chǎn)業(yè)的來龍去脈,并嘗試著回答作為消費者最關(guān)心的新能源車報廢“退休”問題,以及在回收過程中是否會造成污染,違背“環(huán)!钡某踔。

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1、首先需弄清楚為什么要回收動力電池?

一大波動力電池正在陸續(xù)退役

  如果從2009年“十城千輛”工程算起,我國新能源汽車推廣已經(jīng)有10年的時間,而動力蓄電池使用年限一般在5至8年,有效壽命則在4至6年,這意味著早期投入市場的新能源車動力電池已處于陸續(xù)淘汰階段。

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  根據(jù)國家標準GB/T31484-2015中關(guān)于電動汽車電池標準循環(huán)壽命的規(guī)定:“經(jīng)過500次1C充放電循環(huán)后,放電容量需大于初始電池容量的90%或經(jīng)過1000次1C充放電循環(huán)后,放電容量需大于初始電池容量的80%即為合格標準(其中1C充放電循環(huán)的解釋為:一次完整充放電,即從容量100%釋放到0%,然后再充滿,這就是在1C規(guī)定電壓標準下充放電循環(huán))!

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  而關(guān)于電動汽車電池的使用壽命,國家規(guī)定在使用8年/12萬公里后,電池容量不得低于初始容量80%的標準。除了國家標準外,各電動汽車廠家也有著對于自家電池使用壽命的規(guī)定。目前各廠家都有一套專業(yè)的機制和設(shè)備來檢測電池的損耗程度,而各個廠家的標準基本基本都是:對于家庭電動汽車用戶來說,正常使用10年/20萬公里;公務(wù)用車使用6年/60萬公里后,電池容量不得低于80%的標準。相對來說,目前電動汽車廠家關(guān)于電池使用壽命的標準要略高于國家標準。

車企關(guān)于新能源整車及電池包質(zhì)保情況(部分)
序號車企整車質(zhì)保電池包質(zhì)保
1比亞迪6年/15萬公里8年/15萬公里
2北汽新能源3年/12萬公里8年/15萬公里
3上汽乘用車5年/10萬公里8年/12萬公里
4吉利3年/12萬公里8年/15萬公里
5奇瑞新能源3年/12萬公里8年/12萬公里
6江淮5年/10萬公里8年/15萬公里
7眾泰3年/6萬公里8年/12萬公里
8江鈴新能源3年/6萬公里8年/12萬公里
9上汽通用五菱3年/6萬公里8年/12萬公里
10華晨寶馬3年/10萬公里8年/12萬公里
制表:汽車之家 行業(yè)團隊

  無論標準高低,動力電池總有退役的時候。按照新能源汽車“5年/10萬公里”的質(zhì)保期,中國汽車技術(shù)研究中心曾做過一個測算,預計2020年,動力電池將進入規(guī)模化退役階段,2020年累計將超過20萬噸(24.6GWh),如果按70%可用于梯次利用計算,大約有累計6萬噸電池需要報廢處理。這意味著,新能源汽車動力蓄電池大規(guī)模報廢的浪潮即將到來。

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處理不當,會對環(huán)境造成極大的傷害

  顯然,報廢的鋰電池如果隨意丟棄或者處理不當,會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的負面影響,畢竟,其正負極都包含一定毒害性的化學物質(zhì)、難降解的材料等,可能會對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞,并最終對人類健康帶來損害。

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  動力電池主要材料中雖然不含汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素,但在正極、電解液等多種材料中也含有鈷、鎳、銅、錳、有機碳酸酯等具有一定毒害性的化學物質(zhì)。部分難降解的有機溶劑及其分解和水解產(chǎn)物會對大氣、水、土壤造成嚴重污染并對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞;鈷、鎳、銅等重金屬在環(huán)境中的富集效應最終會對人類健康帶來損害。

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有效回收或可獲得千億市場

  另一方面,有效的動力電池回收卻能帶來巨大的經(jīng)濟價值。很多人都知道,動力電池中含有鋰、鈷、鎳等高價值金屬,它們回收后能產(chǎn)生較大的資源價值。根據(jù)國海證券預測,僅聚焦磷酸鐵鋰、三元鋰電池,按照磷酸鐵鋰電池報廢期5年、三元鋰電池報廢期6年測算,2019年開始動力電池將進入規(guī)模性報廢期,預計到2020年動力電池報廢裝機量將達到24.7GWh。預計2019-2025年動力電池回收合計市場空間有望超過600億元,2019-2025年均復合增速有望達到50%。

不同類型動力電池的金屬含量占比

動力電池類

主要包含金屬

鎳含量占比

鈷含量占比

錳含量占比

鋰含量占比

稀土元素含量占比

鎳氫電池

鎳、鈷、錸

35%

4%

1%

/

8%

鈷酸鋰電池

鋰、鈷

/18%/

2%

/

磷酸鐵鋰電池

///

1.1%

/

錳酸鋰電池

鋰、錳

//

10.7%

1.4%

/

三元系材料

鋰、鎳、錳、鈷

12%

5%

7%

1.2%

/
數(shù)據(jù)來源:國海證券研究所;制表:汽車之家 行業(yè)團隊

  此外,資源的有限性也是動力電池回收的必要因素之一。以鈷為例,全球鈷儲量約710萬噸,主要集中在剛果(金)、澳大利亞、古巴、新喀里多尼亞、贊比亞和俄羅斯,中國僅占1%。剛果(金)的鈷儲量為340萬噸,占全球鈷儲量的48%,居世界第一位,但由于剛果(金)地區(qū)政局不穩(wěn)定,使得全球的鈷供應具有了一定的不確定性。

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  退役三元電池的正極材料經(jīng)過加工提純可再次用于三元前驅(qū)體的制造,可部分滿足未來對于動力電池制造的需求,減少對于國外原材料進口的依賴,幫助企業(yè)控制原材料成本上漲帶來的不利影響。據(jù)東方證券預測,到2025年回收的鈷金屬量能夠占到當年需求的70%。通過對電池材料循環(huán)利用,可以很好的解決我國相關(guān)原材料資源短缺的問題。

文章標簽: 電動車技術(shù)
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