國內(nèi)動力電池回收利用擺上議事日程，看豐田怎么做。 經(jīng)過近10年的推廣應(yīng)用，國內(nèi)新能源汽車保有量達到了一定的規(guī)模，批車上的動力電池即將步入壽命末期，對這一批電池以及后續(xù)動力電池的回收利用已經(jīng)擺上了議事日程，而且可謂刻不容緩。 中國從2009年開始推廣新能源汽車，截至2017年底累計推廣近180萬輛。推廣分三步走，目前已完成前兩個階段：2009-2012年為階段，推廣量為2.7萬輛；2013-2015年為第二階段，推廣量為42.3萬輛。2016-2020年為第三階段，按照規(guī)劃，2020年底要實現(xiàn)累計推廣新能源汽車500萬輛。新能源汽車在中國的可持續(xù)長期發(fā)展，有賴于對動力電池這個關(guān)鍵單元全生命周期的妥善處理。 工信部聯(lián)合科技部、環(huán)保部等七部委發(fā)布了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》。日前，又印發(fā)了《新能源汽車動力蓄電池回收利用試點實施方案》，在京津冀、長三角、珠三角、中部區(qū)域等選擇部分地區(qū)開展試點工作，試點內(nèi)容包括： 構(gòu)建回收利用體系：怎么收回來合適 探索多樣化商業(yè)模式：怎么補償消費者和各個環(huán)節(jié) 推動先進技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用：怎么處理更，實現(xiàn)資源循環(huán)利用 建立完善政策激勵機制等：怎么在各個層面實現(xiàn)經(jīng)濟效益 相關(guān)的目標(biāo)是到2020年，建立完善動力蓄電池回收利用體系，探索形成動力蓄電池回收利用創(chuàng)新商業(yè)合作模式。建設(shè)若干再生利用示范生產(chǎn)線，建設(shè)一批退役動力蓄電池回收、高值利用的先進示范項目，培育一批動力蓄電池回收利用標(biāo)桿企業(yè)，研發(fā)推廣一批動力蓄電池回收利用關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)布一批動力蓄電池回收利用相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，研究提出促進動力蓄電池回收利用的政策措施。 圖1電池回收核心難點——怎么收電池細思其中，有這樣幾個核心問題： 汽車企業(yè)的回收量基數(shù)如果不大，就存在回收網(wǎng)絡(luò)效率和回收量處理能力問題 電池的產(chǎn)權(quán)為私人或者購買者所有，如何推動回收率是個大問題。 按照目前這個分散的體系，每個車企的電動汽車保有量并不大，回收量因此也不大，要這些車企都對動力電池的全生命周期進行管理，投入產(chǎn)出比不劃算。 動力電池的回收利用在國內(nèi)還是新事物，在建立完善相關(guān)體系的過程中，國外的經(jīng)驗補發(fā)可借鑒之處。我們以在動力電池回收領(lǐng)域已經(jīng)建立了一套完整完善的模式的豐田為例。 豐田在混合動力汽車領(lǐng)域耕耘已久，雖然與電動汽車的電池相比，HEV的電池比較?。?Kwh），但是豐田HEV在全球的累計銷量和保有量相當(dāng)大，豐田的鎳氫電池回收和處理策略值得作為借鑒基準(zhǔn)。目前豐田混合動力汽車的年銷量大約在150萬輛左右，其中美國的銷售區(qū)間為25~30萬輛、歐洲為30~40萬輛，日本本土穩(wěn)定在65萬輛。累計銷量方面，豐田HEV在2007年突破了100萬輛，2010年超過了1000萬輛。 圖2豐田全球年銷量走勢（單位：千輛）相應(yīng)地，豐田HEV的電池也經(jīng)歷了梯次報廢的階段，相應(yīng)地，豐田在電池的回收利用方面做了很好的應(yīng)對，相關(guān)工作的時間軸如下： 1998年，累計銷量達到1.86萬輛，啟動廢舊鎳氫電池回收計劃 2009年，累計銷量達到225.7萬輛，在全球范圍內(nèi)銷售混合動力車輛的建立回收指導(dǎo) 2010年，延長電池回收協(xié)議，在有條件的地區(qū)確?；厥?2012年，進行電機稀土材料的回收 2013年，嘗試鎳氫電池梯次利用 圖3豐田混合動力汽車全球累計銷量（單位：千輛）豐田在不同地區(qū)執(zhí)行的政策并不相同，回收都是從銷量較大、實施較易的地區(qū)開始，先回收，實現(xiàn)有效儲存，然后達到一定量之后再進行處理利用。 總結(jié)一下，豐田的整個電池回收利用從以下流程展開： 1、建立回收網(wǎng)絡(luò) 日本本土是豐田的廢舊電池處理中心，對回收電池進行集中處理。豐田電池回收網(wǎng)絡(luò)的發(fā)力點是在經(jīng)銷商網(wǎng)絡(luò)。 首先發(fā)布每輛混動車輛的應(yīng)急處理策略 通過零售網(wǎng)絡(luò)對廢舊電池進行回收 通過“以舊換新”方式從經(jīng)銷商處回收舊電池 這里需要說明一點，由于混合動力技術(shù)的演進，使得其電池系統(tǒng)的重量和性得到一定的保證，在經(jīng)銷商那里堆廢舊電池問題不大。如果是大的鋰電系統(tǒng)，并且還是廢舊的替換產(chǎn)品，那么勢必大幅增加相關(guān)存儲的難度和成本，不同性質(zhì)的鋰電放置在一起對于消防、存儲和運輸都有很大的差異性。所以這一點，對于純電動汽車的鋰電池而言，不具備可借鑒性。 圖4豐田的電池回收處理流程2.對回收電池進行評估 回收以后需要對電池進行評估： 對達到使用壽命需要退役的電池，通過豐田電池回收中心來進行退役電池的統(tǒng)一收集，建立了完善的電池收集網(wǎng)絡(luò)。對收集到的退役電池，通過對電池特性的診斷，分為三類進行處理： 1）進入維修體系：對電池進行充放電試驗和相關(guān)信息的讀取，如電池整體狀況良好，只是個別單體到達使用壽命，則對這些單體更換后重新組裝電池包，可以作為置換電池重新應(yīng)用于普銳斯汽車上。 2）梯次利用：通過檢測，如果回收電池還剩余規(guī)定容量，則可以進行梯次利用，應(yīng)用于分布式儲能電池系統(tǒng)，用來平抑、穩(wěn)定風(fēng)能、太陽能等間歇式可再生能量發(fā)電的輸出功率；或者應(yīng)用于微電網(wǎng)，實施削峰填谷，減輕用電負荷供需矛盾。 3）拆解：對于完全喪失再利用價值的電池，則對電池進行拆解和化學(xué)處理，完全回收鎳、鈷等金屬，用于生產(chǎn)新的電池，實現(xiàn)循環(huán)利用。 圖5檢測到底做了哪些實驗，還是采用歷史數(shù)據(jù)來分析，需要評估費用3.電池的拆解處理 2011年，豐田在日本與住友金屬合作，實現(xiàn)鎳的多次利用，能夠回收電池組中50%的鎳。豐田化學(xué)工程和住友金屬礦山為此配置了每年可回收相當(dāng)于1萬輛混合動力車電池用量的專用生產(chǎn)線。 2012年，本田與日本重化學(xué)工業(yè)公司合作配置了類似的生產(chǎn)線，這條生產(chǎn)線可以回收超過80%的稀土金屬，用于制造新鎳氫電池。 在歐洲，豐田同時保持著與SNAM公司（法國）、優(yōu)美科（Umicore）集團（比利時）的合作關(guān)系，由后兩者分別對鎳氫電池和鋰電池進行回收。這個涉及到一定的量能和使用率，在電池系統(tǒng)到模組再到電芯的拆解過程中，很多的工作需要去完善。圖6拆解同一規(guī)格和不同規(guī)格電池的處理方式有差異 下面是細節(jié)的處理方法，后續(xù)研報再來詳細介紹。 圖7豐田的電池再處理循環(huán)體系4、梯次利用 鎳氫電池回收后的梯次利用豐田也做了一些嘗試。 2015年，豐田將凱美瑞混合動力車的廢舊電池用于黃石公園設(shè)施儲能供電，重新設(shè)計了儲能電池管理系統(tǒng)，208個凱美瑞電池可存儲85KWh電能，將電池的使用壽命延長了兩倍。 圖8整包做梯次，在小電池系統(tǒng)上，HEV/PHEV是必然的 反觀國內(nèi)新能源汽車動力電池的回收利用，一方面，國內(nèi)車企和車型太多了，簡單的把回收的責(zé)任全部交給一家家車企來完成，恐怕不太現(xiàn)實，相關(guān)的信息跟蹤會產(chǎn)生非常多的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)的有效把控頗有挑戰(zhàn)性；另一方面，大的鋰電池系統(tǒng)，接近壽命結(jié)束周期后有很多的狀態(tài)，如果沒有數(shù)據(jù)支持，出現(xiàn)漏液和鋰晶枝內(nèi)部生成，與鎳氫電池的容量和危險性不同，不容易就地儲存，如果把責(zé)任分擔(dān)給各自的網(wǎng)絡(luò)、各自處理，一是沒效率，二是會產(chǎn)生新的混亂。 圖9信息跟蹤在電池回收中能起到多大的作用？值得思考！

、倡導(dǎo)及時電池回收。以一次性干電池為主的鋅錳電池已達到低毒標(biāo)準(zhǔn)，可隨生活垃圾進行分類處理。建議有條件的地方，環(huán)衛(wèi)部門在目前可回收和不可回收垃圾箱的基礎(chǔ)上相應(yīng)增加此類垃圾回收箱，方便居民處理。 電池由不同的物品組成：電解質(zhì)，隔膜，箔和外殼均由不同的材料制成。 它們需要分解然后再利用，這使該過程相當(dāng)復(fù)雜。螺栓優(yōu)于膠水，并且電子模塊和銅連接器應(yīng)易于分離。 碳是較昂貴的電池組件，幾乎總是用作負極材料。鈷和鋰是非常有限的材料，由于它們的**性，它們很有趣。鎳對環(huán)境有劇毒，但錳并不像其他提到的那樣令人擔(dān)憂。 已經(jīng)使用了多種電池回收方法，例如熱解，水熱回收和直接物理回收。 這些都有其優(yōu)點和缺點。直接和水熱法使用特定于化學(xué)的過程，并且需要按含量對電池進行分類。直接的物理回收需要改進和適應(yīng)，例如拆開電池內(nèi)部的包裝并能夠有效地去除加工材料。

目前中國已是世界上電池生產(chǎn)和消費大國，每年的電池消費量達到80億只，而廢舊電池普遍采用的是與生活垃圾一起填埋、焚燒、堆肥等方法進行處理，回收工作大量且緊迫。下面我們一起來看看美國的電池回收中心。美國能源部(DOE)推出了***個鋰離子電池回收中心，稱為ReCell中心。鋰離子電池的再生材料可以在新電池中重復(fù)使用，從而將生產(chǎn)成本降低10%至30%，這有助于降低電動汽車電池的總成本，DOE的目標(biāo)是將電池成本降低至每千瓦時80美元(約480元)。ReCell中心的目標(biāo)是推動閉環(huán)回收，廢舊電池的材料可直接回收利用，通過采礦和加工步驟，***限度地減少能源消耗和浪費。ReCell中心是DOE***先進的電池回收研究與開發(fā)(RD)計劃，是Argonne的合作項目。包括***可再生能源實驗室(NREL)、橡樹嶺***實驗室(ORNL)和幾所大學(xué)(伍斯特理工學(xué)院，加州大學(xué)圣地亞哥分校和密歇根理工大學(xué))。此外，還有來自電池供應(yīng)鏈的合作者，包括電池制造商、汽車原始設(shè)備制造商(OEM)、回收中心、電池生命周期管理服務(wù)和材料供應(yīng)商等都正在與該中心合作。ReCell中心由DOE在三年內(nèi)支持1500萬美元，其工作將包括在Argonne(阿貢實驗室)開發(fā)試驗臺和工藝后放大設(shè)施。ReCell中心的合作者將專注于四個關(guān)鍵研究領(lǐng)域，以實現(xiàn)有利可圖的鋰離子電池回收，以供行業(yè)采用：一是直接的正極回收，重點將開發(fā)回收過程，產(chǎn)生直接回到新電池的產(chǎn)品，而無需昂貴的再加工;二是回收其他材料，重點將是創(chuàng)造能夠經(jīng)濟有效地回收其他電池材料的技術(shù)，從而提供額外的收入來源;三是回收設(shè)計，將開發(fā)新的電池設(shè)計，優(yōu)化使未來的電池更容易回收;四是將開發(fā)和利用建模和分析工具，以幫助指導(dǎo)研發(fā)的有效途徑并驗證中心內(nèi)的工作。大學(xué)和***實驗室的合作者將在其所在機構(gòu)使用***的研發(fā)工具，開發(fā)出用于從廢舊***電池中分離和回收有價值材料的新方法。然后，研究人員將在位于阿貢的ReCell中心工廠擴大***有前景的技術(shù)，工業(yè)合作者可以在那里探索技術(shù)并進一步開發(fā)。該中心將成為工業(yè)界，學(xué)術(shù)界和其他***實驗室研究人員的合作空間，使用他們自己實驗室所不具備的研發(fā)工具，并發(fā)展商業(yè)前技術(shù)。ReCell中心將幫助加快追求有利可圖的鋰離子電池回收利用。它結(jié)合了來自學(xué)術(shù)界，工業(yè)界和***實驗室的******專家和研究工具，以解決阻礙美國獲得經(jīng)濟，環(huán)境和利益的科學(xué)挑戰(zhàn)，這些利益來自擁有大型商業(yè)美國鋰離子回收市場。該中心的目標(biāo)是通過減少對鋰和鈷等關(guān)鍵電池材料的外國供應(yīng)的依賴，創(chuàng)造有利可圖的方法，以顯著提高回收率并改善***。這將進一步推動美國總統(tǒng)行政命令13817，該命令確定“開發(fā)關(guān)鍵礦物回收和后處理技術(shù)”的必要性，作為“確保關(guān)鍵礦物的可靠供應(yīng)”的更廣泛戰(zhàn)略的一部分。希望我們***的鋰電池回收，能夠快速的完善起來，打好環(huán)保保衛(wèi)戰(zhàn)。想了解更多關(guān)于鋰電池的資訊，請關(guān)注鋰電池產(chǎn)業(yè)網(wǎng)：