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當數百萬的電動汽車集體換電池的時候,那廢舊的電池會怎麽處理呢?

2023-02-07汽車

汽車的動力電池包一般用到70%-80%的電量就要走回收的途徑了。

這不是一個小產業,據統計,按照現階段動力電池6-8年的平均使用壽命(隨著技術進步,動力電池的壽命會逐漸增長),2021年的動力電池回收市場有150億,到了2025年就會達到550-600億,到2030年可能達到2650億的規模,龐大的體量堪比國內的一線行業,如醫美、影視行業等。

至於舊電池為什麽要回收,有兩個原因。

1、動力電池雖然降低到70%,不能在汽車上使用了,實際還是可以用在其他領域的。

2、動力電池裏面的金屬太貴,且國內礦產太少。

先說第一點,套用在其他領域,叫做 「梯次利用」

梯次利用並非是我們想象的那種5號電池,遊戲手柄上用完了,帶不動了然後遙控器用,最後遙控器用完了就丟垃圾的那種簡單做法,而是要篩選、分組後再利用。

我們現在汽車的動力電池,實際都是用的電芯成組技術。

數十到上千個「高度一致」的電芯組成了一塊超大的電池組,然後一起貢獻電量給汽車,驅動汽車運動。

在制造電池組的後續步驟中,有一個重要的環節就是 「分容」 。把不同容量/電阻的電芯進行分類,來最佳化電池組的一致性。

要知道如果內阻不一樣,容量不一樣,就會導致電芯的不一致。而電芯的不一致,使得不同電芯的充放電深度不一致。比如容量較小、效能較差的電芯會先充滿,而容量大、效能好的電芯則總是到不了滿電,造成容量的浪費。不僅如此,有的電芯長期充滿充漲,也導致壽命會縮短。

而整個電池組的壽命實際就是個木桶原理,電芯就是組成木桶的一根板材,而木桶的壽命則是那根最先壞掉的板材決定的。

而即便是出廠的時候電芯都是高度一致的,後期電芯在不斷的充放電數百次,過了數年以後,也未必能保持一致。

比如理論上要求不同電芯之間的溫度差越小越好,最好能控制在5-8攝氏度,但實際上這個要求是很難達到的。或者說,我們根本就不知道每個電芯之間的精確溫度差是多少,因為我們的溫度探測一般精度只到模組的,電芯的溫度一般靠「算」。

而在長期使用中,不同的溫度下長期充放電,都會給電芯帶來不同的影響。

比如夏天,靠近散熱源/冷源的電芯溫度低,而遠離的則溫度高。或者冬天,外圍的電芯會溫度低,裏面電芯的溫度高。長期溫度不均衡,就會造成不同電芯的 迴圈壽命、容量、內阻 出現差異,最後導致 電芯一致性 變差。

所以,過了六七年,汽車系統SOC說,電池包電量下降到70%了,要更換電池了。

實際,並不是電池包裏面所有的電芯到70%了,迴圈次數還剩400次就得徹底報廢。而是另一部份電芯還有可能是80%-90%,還可以支持迴圈次數600次-1000次。

所以,梯次利用,實際也要進行再「分容」,把容量/電阻等參數一致的電池進行分類,分組。

而動力電池的梯次利用如果做得好,實際不需要政府的補助,都會是一項非常賺錢的產業。

中國鐵塔在江蘇省內有10萬座通訊塔,都需要24小時供電。過去企業都是自行采購全新電池。但從2018年開始逐步轉而使用從新能源車上更換下的鋰電池 使用二次利用電池比新鋰電在投資上至少節省1/3。

綜合來說,因為行業的擴大,相關動力電池回收市場達到了千億級別後,裏面的商機和長期利益是非常可觀的。

再說一個梯次利用行業的重要資訊。

之前有個新聞,2022年7月,國家能源局釋出【防止電力生產事故的二十五項重點要求(2022年版)(征求意見稿)】(下文簡稱【意見稿】),將三元鋰電池、鈉硫電池剔除中大型電化學儲能電站。

其中,意見稿裏面規定了中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池,不宜選用梯次利用動力電池;選用梯次利用動力電池時,應進行一致性篩選並結合溯源數據進行安全評估;

但在2023年3月24日,國家能源局印發的【防止電力生產事故的二十五項重點要求(2023年版)】中,沒有提到儲能電站不能選擇三元鋰、鈉硫電池。而是要選擇技術成熟、安全效能高的電池,審慎使用梯次利用電池。

繼續說第二點, 回收是解決制造動力電池時貴重金屬不足的問題。

之前電瓶車用的鉛酸蓄電池的鎘、鉛、砷,這些金屬無論對環境還是對人體,都會造成巨大的傷害,如果廠家用合乎國家法規的技術方法進行回收再制造,在成本上比較高,經濟性並不好。

而三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池,裏面都不含鎘、汞、鉛這類難處理的有害元素,而是富含鋰、鎳、鈷、錳、銅、鐵、鋁等貴重金屬,對環境危害並沒有大眾想象那麽大,屬於 環保類電池。

現在汽車動力電池的鋰、鈷、鎳,非常昂貴,如果能夠回收 (再生處理) ,也能夠緩解原料上漲帶來的資金壓力。

電池級的碳酸鋰、氫氧化鋰價格即便到了20萬/噸,價格實際依然很高。而三元鋰電池裏面的鈷金屬,則是更加昂貴。 中國鈷資源儲量僅占全球總量的1% ,因此鈷資源十分短缺,每年自產礦石鈷金屬量只有1500噸左右, 進口依賴度在90%以上。 (2021年數據)

所以,無論是風險還是成本因素,對於動力電池的貴重金屬回收屬於是必選項。

國外的車企,基本都在研發回收鋰電池技術和建設回收工廠,如大眾、豐田、特斯拉、本田、寶馬、奧迪等都有著詳細的日期規劃表。

國內也在起草相關的動力電池回收方案。

比如2022年4月,工信部研究制定【新能源汽車動力蓄電池回收利用管理辦法】和行業急需標準,健全動力電池回收利用體系。

最近的訊息,上海有色金屬網4月28日報道:

【工業和資訊化部:將抓緊制定新能源汽車動力電池回收利用管理辦法】
日前,工業和資訊化部節能與綜合利用司在浙江衢州組織召開新能源汽車動力電池回收利用座談會,部份省工信部門、電池和新能源汽車生產企業、綜合利用骨幹企業,以及研究機構等參加會議。
與會同誌圍繞新能源汽車動力蓄電池回收利用管理辦法,以及歐盟【電池與廢電池法】對產業可能造成的影響等進行了討論。
下一步,節能司將抓緊制定回收利用管理辦法,細化各方責任要求;加大綜合利用先進技術推廣力度,以技術創新帶動產業升級;宣傳推廣典型經驗做法,培育壯大骨幹企業,提高動力電池回收利用水平。

(部份圖片來源網路,侵刪!)