锂电大咖齐聚 讨论电池梯次利用与回收之道

　　如今，电动汽车爆发式增长促进了动力电池产业的高速发展。截止目前，我国已成为世界上最大的锂资源消费国。然而，随着锂资源需求日益增加，需求量和储量之间的矛盾逐渐凸显，废旧动力电池若未得到妥善处理，势必带来资源浪费和环境污染。如何有效进行动力电池的梯次利用和锂资源回收成为我国动力电池技术发展的重要课题之一。

　　在“锂产业-新生态”国际高峰论坛上，行业专家针对锂资源高效利用进行了深入探讨。

　　北京理工大学能源与环境材料学科首席教授吴峰：

　　2020年全球废旧锂电池数约为250亿只

　　吴峰介绍说，2015年我国新能源汽车产量达到37.9万辆，动力电池整体出货量达到15.7Gwh，同比增长3倍之多。预测到2020年，全球废旧锂电池的数量约为250亿只。因此，他认为电池回收必须提上日程。

　　“北京理工大学通过柠檬酸处理进行动力学分析，开发出了抗坏血酸，它能够对废旧电池的重金属离子进行绿色浸提。这种技术对废旧电池材料回收具有重要的经济和社会效益。”他说。

　　中国电科院储能与电工新技术研究所高级工程师刘道坦：

　　动力电池梯次利用技术上可行

　　刘道坦认为，动力电池梯次利用的意义在于从电池原材料—电池—电池系统—汽车应用—二次利用—资源回收—电池原材料的电池全生命周期使用角度考虑，可以降低电池成本，避免环境污染。

　　此外，他指出，虽然动力电池的梯次利用需要考虑电动汽车的复杂性，但技术上是总体可行的。总体来讲，需要关注三个方面的问题：

　　首先，技术性可行性方面：包括老化程度、后期衰退、安全性、可靠性，涉及老化、失效机理，后续寿命，安全性、可靠性检测、分级筛选技术、工况测试，重组与管理技术等方面，但相关标准目前仍缺失。

　　其次，经济可行性方面，包括旧电池成本的运输和检测、重组成本，新电池成本的快速降低，低成本的竞争性储能技术，再利用的收益，需要快速检测、分选和成本技术，电池系统组件综合再利用等。

　　最后市场方面，所有权复杂、电池残值、风险责任、电力市场，这方面还需要政府支撑与扶持以及产业界的积极响应。

　　刘道坦表示，随着储能市场的发展，电池梯次利用规模化的应用将逐渐显现。同时，动力电池技术进步、性能的提高将有利于电池梯次利用。

　　合肥国轩高科动力能源公司工程研究院常务副院长杨续来

　　动力电池梯次利用需克服三大难点

　　杨续来表示，梯次利用的前提首先应从全生命周期追溯。如果不解决电池使用过程中到底怎么使用的、使用状况是什么样的，梯次利用也无从谈起。另外在剩余寿命预测方面，他认为，可用退役动力电池一致性在可控范围内，使用寿命是可以保障的。不过，梯次利用电池到底从80%衰减到多少算是梯次利用，需要一个明确标准。

　　此外，在谈到梯次利用技术难点时，杨续来指出，首先是探索最佳配组方案，标准模组直接梯次利用是最佳方案，单只问题电芯会导致模组拆解并重新组合。另外一大难点是集中式大型储能电站的安全性。他认为，磷酸铁锂电芯的大规模储能梯次利用是可行的，退役的三元电芯的集中式储能方案不现实，适合直接资源化回收。最后一大难点是BMS元器件老化。他认为，电子元器件的老化失效还需要进行技术验证。

　　万向A123电芯研发总监郑利锋：

　　实现铁锂电池回收 效率是关键

　　郑利锋指出，目前他所在的万向公司正在探索并打通电池回收工艺路线，处理过程避免污染物质排放，回收有价值的物质，实现关键原材料资源的循环利用。

　　在回收工艺方面，他介绍说，万向已经实现了电池安全无污染的拆解，通过碱液中和去除电解液，对碱液也进行处理和再利用，同时也实现正负极、隔膜等所有材料的有效分离，对碱液实现全收集和净化处理。创新之处是碱液中和，无高温煅烧，无烟尘、尾气排放，实现100%分离，同时适用于LFP与三元电池回收处理。不过，郑利锋坦言，电池回收也存在挑战，就是设备自动化低和处理效率低。

　　从整个投入来看，郑利锋指出，回收处理1吨废旧电池的花费约在5575元，回收处理1吨废旧三元电池的收益为5900元。三元电池回收可实现预期经济效益，LFP电池回收须通过提高回收处理效率以实现经济效益平衡。

　　综上所述，郑利锋认为，要实现铁锂电池回收，回收效率是关键。

　　国家发改委能源研究所赵勇强：

　　电池梯次利用与回收需建立可持续规划机制

　　在赵勇强看来，如今动力电池能够梯次利用于分布式发电与新能源并网，是非常好的方向。在回收利用方面，他认为，光伏组件的回收以及纳米纤维的重复利用，必须提到议事日程上来，还要作为重要议题来讨论。

　　此外，他希望，未来电动汽车行业能够建立一种可持续的规划机制，这样才能赢得各方面的支持，进而避免一些高耗能、高污染的负面问题。

　　中航锂电技术研究院院长郭盛昌：

　　从系统的角度考虑锂电资源的利用

　　郭盛昌指出，从市场容量来看，2015年电池产能达19GWh，这意味着5年后有19GWh的电池用于梯次利用，所以说这个市场空间非常大。

　　不过，他认为这个市场仍有五大痛点：第一，电池分选成本高，一致性调整困难;第二，PACK成本高、技术水平低、寿命短;第三，热管理差、电池被用坏;第四，锂电成本高、替换铅酸速度慢;第五，电动车退役电池拆解回收成本高、浪费大。

　　因此，郭盛昌表示应从系统的角度去考虑如何去利用锂电的资源。而对于梯次利用来讲，一定要从设计的角度去考虑全生命周期的成本。

　　此外，在郭盛昌看来，梯次利用电池最大的难点是如何用标准化的方式去PACK。“我们开发出了一个标准化的系统。当然这个系统所谓的标准化并不是尺寸上的完全标准化，而是设计理念和设计思路的标准化。就是说所用的全部零部件都是统一的，所以基于这个层面设计了标准化的电源系统，可以兼容，最终实现低成本和长寿命。”他说。

　　在电池的再利用上，郭胜昌表示，中航锂电的整个回收电池拆解过程都是符合环保要求的，电池拆解完可直接再生，再生电池的比能量低一些，但是作为低端电池的应用或者储能电池的应用是完全可以接受的。他表示，整个再生回收的回收率可以做到金属回收率99%以上，正负极在94%以上，对于无法直接回收的电解液，中航锂电会进行模块化处理。