國外經驗值得借鑑!動力電池回收利用技術解析(圖)

　　根據12月14日工信部公布的11月汽車產量數據顯示，11月新能源汽車生產7.23萬輛，同比增長6倍。2015年1-11月，新能源汽車累計生產27.92萬輛，同比增長4倍。而2012年、2013年、2014年新能源汽車分別生產12522、17533和78499輛。雖然現在新能源汽車還未進入大規模報廢階段，但這幾年新能源汽車數量的快速增加，可以預見到未來一段時間內新能源汽車動力電池回收問題將會成為重要的關注點。

　　根據網上公開信息可以查詢到，北京有2000輛新能源車動力電池已經過了五年質保期，與此同時北京新能源車保有量已接近15萬輛。深圳沃特瑪公司生產新能源車動力電池時間較早，目前深圳全市已有2000輛配備沃特瑪動力電池的新能源車超出新能源車動力電池的五年質保年限。另外從最近幾個月在杭州、廈門、上海、深圳發生多起電動、混動公交起火事件中可以注意到，杭州起火車輛是自2008年開始投運的混合動力公交車，這批車輛已經接近營運車輛使用8年後強制報廢，而其核心零部件則更早過了質保期。廈門起火公交車上的動力電池也已超過質保期，且沒有續保。幾年之後，企業將不得不面臨大規模新能源汽車動力電池的回收與再利用這個不可忽視的問題。

　　為解決在新能源汽車發展過程中出現的動力電池回收問題，新能源車動力電池回收國家標準或將於2016年初出臺。早在2003年發布的《廢電池汙染防治技術政策》中就明確規定，充電電池和扣式電池的製造商、進口商和使用充電電池或扣式電池產品的製造商等應當承擔回收廢充電電池和廢扣式電池的責任。在2012年出臺的《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》要求制定動力電池回收利用管理辦法，建立動力電池梯級利用和回收管理體系，明確各相關方的責任、權利和義務。引導動力電池生產企業加強對廢舊電池的回收利用，鼓勵發展專業化的電池回收利用企業。嚴格設定動力電池回收利用企業的準入條件，明確動力電池收集、存儲、運輸、處理、再生利用及最終處置等各環節的技術標準和管理要求。加強監管，督促相關企業提高技術水平，嚴格落實各項環保規定，嚴防重金屬汙染。

　　於今年9月國家發改委聯合工信部發布的《關於電動汽車動力蓄電池回收利用技術政策(2015版)》(徵求意見稿)(以下簡稱《徵求意見稿》)，要求動力蓄電池回收利用應當在技術可行、經濟合理、保障安全和有利於節約資源、保護環境的前提下，按照減少資源消耗和廢物產生的原則實施。落實生產者責任延伸制度，電動汽車生產企業應承擔電動汽車廢舊動力蓄電池回收利用的主要責任，動力蓄電池生產企業應承擔電動汽車生產企業售後服務體系之外的廢舊動力蓄電池回收利用的主要責任，梯級利用電池生產企業應承擔梯級利用電池回收利用的主要責任，報廢汽車回收拆解企業應負責回收報廢汽車上的動力蓄電池。《徵求意見稿》還提出拆解要求、熱解要求、破碎分選要求、冶煉要求等。

　　根據中國汽車技術研究中心的預計，2015年動力電池累計報廢量約在2至4萬噸左右。到2020年前後，我國僅純電動(含插電式)乘用車和混合動力乘用車動力電池累計報廢量將達到12至17萬噸的規模。然而我國電池的回收率卻不足2%，大量廢棄的電池造成了資源能源浪費和環境汙染。

　　動力電池的回收技術及工藝

　　1.鋰離子動力電池的組成

　　一種典型的鋰離子電池結構

　　鋰電池主要是由正極材料、負極材料、電解質和隔膜等幾部分組成。正極通常用粘合劑聚偏氟乙烯(PVDF)將正極材料固定在電極上製得。負極一般採用石墨結構的碳素材料，如碳/石墨插入材料，由碳素材料、乙炔黑、粘合劑按一定比例混合塗覆在銅箔上製得。隔膜主要由聚丙烯、聚乙烯微孔薄膜或二者雙層組成，其厚度在10μm左右。電解液主要是含鋰鹽的有機溶劑，其中鋰鹽通常是LiPF6，也會用LiClO4或LiBF4。有機溶劑通常為碳酸酯類(碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等)。外殼為不鏽鋼、鍍鎳鋼或鋁殼等。這些物質的存在會使得隨意丟棄廢舊電池造成水汙染，危及水生物的生存和水資源的利用。廢酸與廢鹼等電解質溶液則會使土壤酸化或鹼化。廢舊電池中化學物質對環境和人體健康危害途徑如圖3所示，各主要組成部分對環境和人類健康的影響如表1所示。

　　某些混合動力汽車中鋰離子電池的具體物質組成含量如表2所示。可以看到廢舊鋰離子動力電池含有大量的鋰、鎳、錳、鐵等元素。根據有關分析的結果，回收鋰離子電池可節約51.3%的自然資源，包括減少45.3%的礦石消耗和57.2%的化石能源。因此，如果能夠從大量的廢舊鋰離子電池中高效回收這些有價金屬，不僅具有較高的經濟價值，還能夠減少對環境的汙染。

　　鋰離子電池的具體物質組成含量