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当数百万的电动汽车集体换电池的时候,那废旧的电池会怎么处理呢?

2023-02-07汽车

汽车的动力电池包一般用到70%-80%的电量就要走回收的途径了。

这不是一个小产业,据统计,按照现阶段动力电池6-8年的平均使用寿命(随着技术进步,动力电池的寿命会逐渐增长),2021年的动力电池回收市场有150亿,到了2025年就会达到550-600亿,到2030年可能达到2650亿的规模,庞大的体量堪比国内的一线行业,如医美、影视行业等。

至于旧电池为什么要回收,有两个原因。

1、动力电池虽然降低到70%,不能在汽车上使用了,实际还是可以用在其他领域的。

2、动力电池里面的金属太贵,且国内矿产太少。

先说第一点,应用在其他领域,叫做 「梯次利用」

梯次利用并非是我们想象的那种5号电池,游戏手柄上用完了,带不动了然后遥控器用,最后遥控器用完了就丢垃圾的那种简单做法,而是要筛选、分组后再利用。

我们现在汽车的动力电池,实际都是用的电芯成组技术。

数十到上千个「高度一致」的电芯组成了一块超大的电池组,然后一起贡献电量给汽车,驱动汽车运动。

在制造电池组的后续步骤中,有一个重要的环节就是 「分容」 。把不同容量/电阻的电芯进行分类,来优化电池组的一致性。

要知道如果内阻不一样,容量不一样,就会导致电芯的不一致。而电芯的不一致,使得不同电芯的充放电深度不一致。比如容量较小、性能较差的电芯会先充满,而容量大、性能好的电芯则总是到不了满电,造成容量的浪费。不仅如此,有的电芯长期充满充涨,也导致寿命会缩短。

而整个电池组的寿命实际就是个木桶原理,电芯就是组成木桶的一根板材,而木桶的寿命则是那根最先坏掉的板材决定的。

而即便是出厂的时候电芯都是高度一致的,后期电芯在不断的充放电数百次,过了数年以后,也未必能保持一致。

比如理论上要求不同电芯之间的温度差越小越好,最好能控制在5-8摄氏度,但实际上这个要求是很难达到的。或者说,我们根本就不知道每个电芯之间的精确温度差是多少,因为我们的温度探测一般精度只到模组的,电芯的温度一般靠「算」。

而在长期使用中,不同的温度下长期充放电,都会给电芯带来不同的影响。

比如夏天,靠近散热源/冷源的电芯温度低,而远离的则温度高。或者冬天,外围的电芯会温度低,里面电芯的温度高。长期温度不均衡,就会造成不同电芯的 循环寿命、容量、内阻 出现差异,最后导致 电芯一致性 变差。

所以,过了六七年,汽车系统SOC说,电池包电量下降到70%了,要更换电池了。

实际,并不是电池包里面所有的电芯到70%了,循环次数还剩400次就得彻底报废。而是另一部分电芯还有可能是80%-90%,还可以支持循环次数600次-1000次。

所以,梯次利用,实际也要进行再「分容」,把容量/电阻等参数一致的电池进行分类,分组。

而动力电池的梯次利用如果做得好,实际不需要政府的补助,都会是一项非常赚钱的产业。

中国铁塔在江苏省内有10万座通讯塔,都需要24小时供电。过去企业都是自行采购全新电池。但从2018年开始逐步转而使用从新能源车上更换下的锂电池 使用二次利用电池比新锂电在投资上至少节省1/3。

综合来说,因为行业的扩大,相关动力电池回收市场达到了千亿级别后,里面的商机和长期利益是非常可观的。

再说一个梯次利用行业的重要信息。

之前有个新闻,2022年7月,国家能源局发布【防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)】(下文简称【意见稿】),将三元锂电池、钠硫电池剔除中大型电化学储能电站。

其中,意见稿里面规定了中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池;选用梯次利用动力电池时,应进行一致性筛选并结合溯源数据进行安全评估;

但在2023年3月24日,国家能源局印发的【防止电力生产事故的二十五项重点要求(2023年版)】中,没有提到储能电站不能选择三元锂、钠硫电池。而是要选择技术成熟、安全性能高的电池,审慎使用梯次利用电池。

继续说第二点, 回收是解决制造动力电池时贵重金属不足的问题。

之前电瓶车用的铅酸蓄电池的镉、铅、砷,这些金属无论对环境还是对人体,都会造成巨大的伤害,如果厂家用合乎国家法规的技术方法进行回收再制造,在成本上比较高,经济性并不好。

而三元锂电池还是磷酸铁锂电池,里面都不含镉、汞、铅这类难处理的有害元素,而是富含锂、镍、钴、锰、铜、铁、铝等贵重金属,对环境危害并没有大众想象那么大,属于 环保类电池。

现在汽车动力电池的锂、钴、镍,非常昂贵,如果能够回收 (再生处理) ,也能够缓解原料上涨带来的资金压力。

电池级的碳酸锂、氢氧化锂价格即便到了20万/吨,价格实际依然很高。而三元锂电池里面的钴金属,则是更加昂贵。 我国钴资源储量仅占全球总量的1% ,因此钴资源十分短缺,每年自产矿石钴金属量只有1500吨左右, 进口依赖度在90%以上。 (2021年数据)

所以,无论是风险还是成本因素,对于动力电池的贵重金属回收属于是必选项。

国外的车企,基本都在研发回收锂电池技术和建设回收工厂,如大众、丰田、特斯拉、本田、宝马、奥迪等都有着详细的日期规划表。

国内也在起草相关的动力电池回收方案。

比如2022年4月,工信部研究制定【新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法】和行业急需标准,健全动力电池回收利用体系。

最近的消息,上海有色金属网4月28日报道:

【工业和信息化部:将抓紧制定新能源汽车动力电池回收利用管理办法】
日前,工业和信息化部节能与综合利用司在浙江衢州组织召开新能源汽车动力电池回收利用座谈会,部分省工信部门、电池和新能源汽车生产企业、综合利用骨干企业,以及研究机构等参加会议。
与会同志围绕新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法,以及欧盟【电池与废电池法】对产业可能造成的影响等进行了讨论。
下一步,节能司将抓紧制定回收利用管理办法,细化各方责任要求;加大综合利用先进技术推广力度,以技术创新带动产业升级;宣传推广典型经验做法,培育壮大骨干企业,提高动力电池回收利用水平。

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