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将电池碾碎 “冷再生”回收尝试新方法
据外媒报道,在海外某视频网站上,一个名为“电动汽车动力电池回收新方法”的视频中,从电动汽车上拆下来的电池模组被呈锯齿状的金属辊轧机器“吞入”,电池组的框架被打碎、电池被割开,几乎所有的部件都被碾碎,最终成为粉末被放入有酸性液体的池中分解,而再生物仍可被用作制造新电池。实际上,如此的分解切碎方式是很难想象的,因为动力电池是易燃易爆物,有任何电压、火花就会起火,而视频中被处理的电池已经将余电全部放空,同时已在密闭的切碎机中充入了氮气,并将电池中电解液易燃成分蒸发、抽出,最后再制成粉末。提供这种技术的德国公司Duesenfeld称,这种回收方式可以最高回收96%的电池材料。据悉,当前电动汽车动力电池回收再利用都是采用“热再生”的方式,而不是前文所提到的“冷再生”。“热再生”是指将回收的电池简单分解后置于高温炉中焚化,其中钴、镍等成分可以与薄铜箔融化混合成为新合金并被再利用,而电池中的锂、铝、石墨以及电解液等则变成了炉渣,失去了再循环利用的价值。当前“冷再生”的方式除了视频中提到的在氮气环境下操作外,还可以在潮湿环境中进行,瑞士电池再循环技术公司Batrec Industrie就采用这种方式,以防止电池拆解过程中发生事故。电动汽车动力电池回收再利用已经成为全球性的问题,除了拆解工艺外,还需建立一个完整的供应体系,运输安全性也非常重要。Blubox Trading公司就研制了被称为“火箱”的运输载体,内置了灭火装置,适合运输还有残余电量的电池。另外,是否能真正推动电动汽车动力电池回收再利用,也取决于电池原材料锂、钴、镍和石墨的市场价值,以及新电池材料的性能。比较好的消息是全球市场都已经开始重视电动汽车动力电池的回收并付诸于实践。(编译/汽车之家 译龙 刘宏龙)
来源:汽车之家
新能源车电池即将迎“退役潮” 20万吨旧电池怎么处理
如果按照最早期新能源车电池5年左右的使用寿命计算,目前,我国首批新能源车的动力蓄电池已经处于“暮年”,即将迎来一轮涉及20万吨规模的旧电池“退役潮”,若处置不当,将带来安全和环境风险。去年,工信部等7部委曾发布回收利用试点实施方案,要求打造溯源机制。今天(8月18日)上午,新能源汽车国家大数据联盟举行年中成果发布会,新京报记者从会上获悉,目前,“退役动力蓄电池交易信息发布平台”已上线,能确保废旧电池的“来源可查、去向可追”。未来,该平台还将实现对退役电池的残值评估,为回收利用提供定价依据。多起新能源车起火事故发生前曾“带病行驶”今天上午,新能源汽车国家大数据联盟发布了《中国新能源汽车大数据分析报告(2019)》的简要版(以下简称《报告》)。2017年1月1日,由工信部委托北京理工大学建立的“新能源车汽车国家监测与管理平台”上线,实现对新能源车辆的动态监测,《报告》显示,截至目前接入量已接近260万辆。安全运行是新能源车行业发展的核心要素。今年,特斯拉、蔚来、比亚迪等多品牌新能源车发生了数起起火事故,引起各界关注。记者看到,在《报告》收录的某品牌纯电动车起火事故分析报告中显示出,在这辆电动车起火事故发生的前三天,该车就频发绝缘故障报警,事故当天频发电池高温报警,但都未引起重视。《报告》提出,从监控平台收集的起火车辆运行故障信息来看,多起起火事故发生之前的几个小时甚至几天前频发过三级预警信息,虽然车辆中控屏同时会有故障灯亮起,但由于一般燃油车故障灯亮起不致引发起火等严重事故,所以电动汽车的故障灯也难以引起重视,或者故障并没有完全清除就继续带“病”行驶,最终造成起火事故。《报告》认为,国家平台、生产企业、运营企业和车主等多方须共同努力,做好运行监控、故障通知、故障处理联动工作,才能确保新能源汽车运行安全。打造“充电桩数字地图” 解决充电难困境充电难是不少新能源车主在买车后遇到的首要问题。会上,奇瑞新能源公司电控及架构部部长沙文瀚就分享了自己的一次亲身经历,“新能源车从业者的手机中基本上都装有几十个充电桩APP,有一次我连续根据好几个软件的提示去找充电桩,但都没有充上电,有的是被燃油车占用,有的是已经损坏。”沙文瀚说,虽然最后在一个大型商场的停车场中找到了可使用的充电区,却缴纳了每小时10块钱的停车费。沙文瀚认为,自己的遭遇恰好体现了“充电矛盾难”中的“电桩信息不全”、“场站信息不准”和“状态信息缺失”这三个主要困境,而如对各个品牌充电桩的数据融合,提供统一的查询平台,就能减少用户反复找地儿充电的麻烦。“但由于充电桩数据融合中的不少指标涉及各个企业的核心数据,充分共享信息确有难度。”不过,沙文瀚透露,目前,奇瑞方面正通过依托国家新能源汽车监测与管理平台,打造“充电桩数字地图”。新能源车电池迎“退役潮” 回收估值将有据可循除了充电难问题外,电池回收也是制约新能源车发展的重要问题。按照最早期新能源车电池5年左右的使用寿命计算,我国首批新能源车的动力蓄电池已经处于“暮年”,即将迎来一轮电池“退役潮”。据新能源汽车国家大数据联盟的数据显示,预计到2020年,我国退役电池累计约为25GWh(约20万吨),其中,退役电池累计梯次利用(回收)量约为14 GWh(约14万吨),直接报废量约6万吨。由于电池本身的特性不同,新能源车的退役蓄电池被回收利用后不会再应用在新能源车领域,会根据其剩余寿命、安全可靠指数等因素,应用到储能、低速动力等领域,但不合理处置也将带来安全问题和环境破坏风险。新京报记者了解到,2018年3月,工业和信息化部、环境保护部、交通运输部等7部委曾联合发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案》,要求在各地开展试点,推动建设回收利用体系,建立动力蓄电池产品来源可查、去向可追、节点可控的溯源机制,同时,还将构建第三方评估体系,探索线上线下动力蓄电池残值交易等商业模式。据北京理工新源信息科技有限公司总经理龙超华介绍,目前,由他们主导开发的“退役动力蓄电池交易信息发布平台”已经上线,能解决退役动力蓄电池供需双方的信息不对称问题,实现电池的来源可查、去向可追。龙超华透露,下一步,平台将深入研究退役动力蓄电池残值评估模型,分析电池的剩余寿命、健康状态等级,为再生利用提供判定依据。同时,基于残值评估结果,生成“退役电池”的评估报告,为双方交易提供定价参考。
来源:新京报
动力电池回收迎百亿市场空间 截断“地下回收”迫在眉睫
一场蔚为壮观的动力电池“退役潮”近在眼前,动力电池回收问题也成为摆在整个行业面前的重要问题。近日,《中国经营报》记者调查发现,伴随着新能源汽车高速增长而来的百亿级动力电池回收市场存在“地下回收”的隐忧。记者关注到,不少“小作坊”似的企业,打着有正规回收资质的幌子做新能源动力电池回收、拆解业务,给环境以及动力电池回收产业健康发展增加了风险。面对“地下回收”的乱象,北汽新能源方面在接受记者采访时表示:“如果要彻底解决环境污染风险,更重要的是行业和政府必须加强监管,将已发布的相关管理规范及标准体系落实到位,整治当前一些不规范的小作坊承担回收利用主体的局面,由于这些小作坊不具备相关资质,普遍存在安全隐患及环保风险。”进入大规模报废期新能源汽车动力电池迎来“退役潮”。自2015年以来,我国新能源汽车的产销量连续四年全球第一,新能源汽车销售的快速增长带动了动力电池装机量的强劲发展,2015年到2018年之间我国动力电池装机量由16GWh增长到57GWh,年复合增长率达到54%。随着动力电池装机量的攀升,动力电池回收问题也变得愈加迫切。“目前业内普遍的看法是:动力蓄电池容量衰减小于20%,是可以满足汽车使用的;当衰减在20%~40%之间时,是可以满足梯次利用的;当衰减在40%以上时,再进行再生处理。”北汽新能源方面告诉记者。而根据招商证券研究,按动力电池4~6年使用寿命测算,2014年产动力电池在2018年开始批量进入报废期,预计到2020年,我国将产生约24万吨的退役锂离子电池,2022年将产生53万吨退役锂离子电池。按照4年的使用寿命测算,2018年是动力电池回收元年,2019年迎来动力电池规模报废期。与此同时,伴随着大规模报废期的到来,动力电池回收产业商机也逐渐凸显。按照未来智库发布的《动力电池回收行业深度研究报告》,2019~2025年动力电池的市场空间有望超过600亿元,复合增速50%。其中2018~2020年,梯次利用空间共计47亿元,到2025年累计市场空间将达171亿元;2019~2025年,三元锂电池中镍、钴、锰、锂等金属回收市场空间约为436亿元。从数据来看,动力电池回收行业是一片潜在的蓝海市场。“地下回收”存隐忧有商机也有隐忧。铅酸电池回收特有的“黑作坊”现象,动力锂电池也没能避开。记者在调查中发现,动力锂电池也存在“地下回收”的隐忧。记者在搜索引擎中输入“动力电池回收”的关键词,搜索结果便自动推送很多关于动力电池回收厂家的广告。其中,不少“小作坊”似的企业,打着有正规回收资质的幌子做新能源动力电池回收、拆解业务。记者随机拨打一家名为东莞市东记再生资源回收有限公司的电话,表示要出售比亚迪唐的报废动力电池。公司工作人员告诉记者,北京有回收网点,可以上门回收,9000元/吨。记者关注到这家公司的回收价格比市场上的8000元/吨微高。就回收的用途,上述工作人员告诉记者:“回收过来,(公司)自己进行拆解提炼金属(销售)。”就是否具备拆解新能源汽车动力电池的能力和资质,该工作人员告诉记者:“我们有资质,但没有(在官网)发出来。一部车要卖的话,我们不出示资质。我们去年拿到的资质,另一家公司注册(拿到的)。其他的不方便透露。”当记者表示要去北京网点了解情况时,上述工作人员仅表示:“我们可以上门回收。”与此同时,记者从官网看到,这家企业主要做18650电池、手机电池回收、平板电脑电池等电池回收业务。那么到底是否具有拆解新能源汽车动力电池的能力和资质?记者查阅天眼查发现,这家公司的股权结构简单,并没有挂靠在其他任何一家公司旗下。此外,公开资料显示,目前符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》的企业有5家,分别是浙江徽州华友钴新材料有限公司、江西贑州市豪鹏科技有限公司、湖北荆门格林美新材料有限公司、湖南邦普循环科技有限公司、广东光华科技股份有限公司。动力电池行业一位从业者告诉记者:“不专业、不正规的回收、拆解危害极大。由于不具备拆解能力,一些小作坊似的企业会用很粗暴的方式拆解,只拿走有价值的部分,剩下的部分不会花成本去处理,对环境的危害极大。”而根据工信部发布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用调研报告》(以下简称“《调研报告》”),动力锂电池污染主要有两类:一是重金属污染。电池正极材料中含镍、钴等重金属,不经专业回收处理会造成重金属污染。二是电解液污染。电解液溶质LiPF6属有毒物质且易潮解,会造成氟污染,溶剂会造成水污染。上述动力电池行业的从业者告诉记者,三元锂电池中含有钴、镍、锂、锰及稀土等重要的矿藏资源,若未能有效回收并利用,将造成不可再生资源的极大浪费。亟待截断“作坊式”回收“如果要彻底解决环境污染风险,更重要的是行业和政府必须加强监管,将已发布的相关管理规范及标准体系落实到位,整治当前一些不规范的小作坊承担回收利用主体的局面。”北汽新能源方面在接受记者采访时表示。“国家应该严格查处不符合国家规范以及环保安全不达标企业;淘汰一些技术落后、高耗能、高污染的废电池回收企业,严格查处二手回收商及个人收购废旧电池,加大废电池溯源体系管理,避免废电池流入到不法商贩手里。”天能电池内部人士告诉记者。那么谁来回收合适?根据《调研报告》,目前构建的动力蓄电池回收体系中主要存在两种模式:一种是以生产者主导,由汽车生产企业利用销售渠道建设退役电池回收体系,回收退役电池移交综合利用企业处理或与其合作共同利用电池剩余价值;另一种是以第三方为主体,由梯次、再生利用企业与汽车、电池生产企业合作,共建共用回收服务网点,集中回收合作企业新能源汽车的退役电池。记者关注到,为了规范动力电池回收再利用,在国家的支持下,汽车生产企业通过多种形式构建了回收体系。目前,北汽新能源、广汽三菱等45家企业已设立了3204个回收服务网点,主要集中在京津冀、长三角、珠三角及中部新能源汽车保有量较高的地区。不过,也有行业人士表示,动力电池回收作为一个全新的课题,不少整车企业尚处于启动阶段,很难盈利。北汽新能源方面就告诉记者,动力电池回收利用对于车企而言是一项新业务,现在正以内部创业的模式推进这一工作。“既然是创业,前期肯定会进行各类资源投入,包括设备、厂房、人才等,这三年尚未实现盈利。”在当下车市寒冬的大背景下,做这项业务会不会成为车企的负担?北汽新能源方面回应称:“在当前的大形势下,确实需要魄力和勇气加大投入。但从长远来看,这项投入不会是负担,而会是投资,会给企业带来丰厚的回报,也能为履行环保责任奠定坚实基础。”
来源:中国经营网
电池安全 任重如山
理论上按照国家标准,是可以保证电池安全的,但现在的难题就在于电动车市场的发展才刚起步,大家的经验都不够丰富,还有很多极端情况、特殊情况可能没有遇到,所以安全标准也是要不断更新完善。自燃、涉水、碰撞爆炸,夏日的高温多雨让电动车的安全问题无处遁形。安全是1,性能是0,没有了1,再多0也枉然。电池安全 任重如山一系列触目惊心的起火、爆炸案例的发生,不禁让人发问,为什么会起火?电池没有安全标准吗?如何避免起火?起火了要如何维护自我权益。接下来,我们一起剖析。为什么会起火电动汽车的起火,不管是自燃还是碰撞爆炸,都与电池密不可分,电池安全是电动车安全的基石,而电芯,电池包,电池控制系统则是影响电池系统安全的的三个重要部分。“电池起火最直接的原因是“热失控”,什么是“热失控”?一是当电池受到外力破坏时,电池内部的活泼碱金属(如锂)接触到氧气的一刹那会自燃。当一个电池发生自燃时,难免会引发相邻的电池损毁。当整个电池包内的压力得不到释放,自燃会发生爆燃。二是所有电器最怕短路。当电池被外部短路时,正负极之间瞬间的超大电流也会引起局部过热,从而导致某个电池单体发生漏液、爆裂、自燃,并引发连锁反应,导致更多的电池损毁。为了防止外部短路,在电池包的设计上会有很多安全设计,比如热管理系统、故障判别系统等,但是电池内部的短路是不可控的。电池生产厂家的品控和良品率高低,直接影响到电池的质量。三元锂电池如果经常用快充模式充电,经过长期的使用后,电池内部的正负极之间会化学生成“锂枝晶”,这种物质从电池内部的正负极两端同时向中间生长,渐渐刺穿电池内部正负极之间的绝缘膜,当这层膜被损坏后,电池内部的正负极间发生短路,电流瞬间暴增,从而引起电池的损毁,严重的会引起爆裂、漏液、自燃。什么是“锂枝晶”,它为什么会导致电池短路?通过一部动画我们来了解一下:电动车为什么会自燃?除了电池的“热失控”,在BMS电池管理系统中,也存在着大量的能量交换和转换,这种能量也是电流。严格来说,只要有电流的地方,如果发生短路那很可能引起电池、电控系统的热失控。但是相比电池来说,BMS的热失控几乎不会发生,在设计上,BMS内部有非常谨慎的逻辑判断和冗余系统,一旦发觉系统内部有短路产生,BMS会自动断电。电池安全 任重如山以奔驰EQC的BMS系统为例,当系统发觉短路发生时,会自动切断动力电池的高压电,但会保留低压电以便维持车辆的其他功能。当发生严重的短路时,低压电也会被切断,并且车辆不可重新启动,只能等救援。当然,这种情况不论是系统内部突发情况,还是碰撞发生时,这套BMS系统都会执行同样的命令。综上所述,“热失控”的解释就完全了,热失控的过程是不可逆的,一旦发生必将造成财产损失,甚至人员的伤害。那么,有什么办法能减小“热失控”带来的损失呢?电池安全 任重如山目前,相比圆柱电池和固态封装片状电池,软包电池的安全性会更好。由于是软性材料封装,当电池发生“热失控”时,软性封装的外壳允许在一定程度上的膨胀,从而减缓电池的损毁,给车内人员留出充足的逃生时间。但是,注意,这也仅仅是留出更多的逃生时间,而不是说软包电池不会发生“热失控”。而对于硬封装片状电池,为了防止一个电池热失控时影响到其他电池,在电池的上端设计了一个“定向爆破”的孔,一旦“热失控”高温火花甚至火焰,会通过这个孔向外释放能量,从而避免整个电池包的损毁和整车自燃。我们在这里也提出一个呼吁,对于电池频道爆燃的现象,今后能不能强制在电池包中加入自动灭火装置,系统一旦发现局部温度过高,直接启动灭火装置。对于最常见的电池热失控,这是一个快速、自动加热反应,会生成大量的电池热(最高可达500 ~ 700 ℃)、烟雾、粉尘和有毒气体。电池管理系统(BMS)在探测此类事件中起着关键作用,其在某些情况下可以启动冷却系统的开关。但在车祸或火灾中,BMS还是不能够达到控制热失控的作用。而引起热失控,造车电池起火的诱因主要有三类:一类是机械类,比如电池包发生碰撞;一类是电化学类,最常见也是最危险的就是过充电;还有一类是热诱因,比如电池温度过高。对于第一类,碰撞,其实任何汽车碰撞都会产生危险,在这一点上,纯电动车因电池组的结构,受到更多的关注,但是权威数据显示,目前并没有电动汽车因为碰撞引发电池爆炸的案例。对于第二类过充,会引电池变形,影响电池蓄电质量,还会产生漏液,甚至爆炸。防过充保护一般包括过充前和过充后保护,分别起着预防检测,和避免自燃等危害。过充前的饱和可通过电压探测和BMS分级保护,在接近满电之前逐步降级进行涓流充电,防止过充的同时,让电池的电量更加实在。过充后的保护装置,可采用CID和防爆阀。CID是一个翻转片,当过充发生后CID可以通过铁片的翻转切断电流,从而保证安全。防爆阀的作用则是在电池过充后,将气体泻放到更大的空间,从而避免温度上升,或发生短路。第三类,热诱因,对于这一类因素,与电池的组装结构密不可分。纯电动汽车的里程焦虑催化了各大主机厂片面追求纯电动车“高续航里程”“高能量密度”,其实,电池安全性能否在追求能效极限的状态下得到保障,不仅关乎新能源电动汽车的品质高低之分,更是电动汽车的存亡之线。汽车业内专家表示,应给主机厂当前研发新能源车的“疯狂”加速喊一声“暂停”,当前应先高度关注电动汽车在静置情况下产生的自燃问题,提升技术和安全水平。安全标准根据国家质检总局发布的《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》中,明确指出电池的安全合格指标,其中的验证方式也远远超出我们日常所碰到的条件。与电池的组成成分相对应,电池安全标准也从电芯、电池包、电池控制系统三方面考虑,每一部分的设计都有相应的国家标准。比如GB/T31485-2015规定了动力电池单体和模组的安全指标,GB/T31467.3-2015规定了电池包的测试方法。“理论上按照国家标准,是可以保证电池安全的,但现在的难题就在于电动车市场的发展才刚起步,大家的经验都不够丰富,还有很多极端情况、特殊情况可能没有遇到,所以安全标准也是要不断更新完善。”田伟东表示。“动力电池的安全,是高压和化学安全的耦合,这导致高压的可靠性和化学安全结合以后形成比较大的安全隐患,中间包括了化学安全、高压安全、机械安全、功能安全和应用安全等多个层面。”宁德时代总裁黄世霖也曾在公开场合表示,动力电池的安全性是非常复杂的。当前业内,包括宁德时代等的制造商都在动力电池产品安全上追求零事故,除了生产和品质上的安全监控外,还通过远程监控系统实时收集使用数据,来减少事故。如何维护自身权益今年的3月14日,国家市场监督管理总局发布《家用汽车产品修理、更换、退货责任规定》(修订征求意见稿),意见稿将家用电动汽车的动力总成和主要零件纳入汽车“三包”责任,特别是电池或电机,如果发生严重质量问题可退换车。也就是说,电池、电机如果发生严重的问题,如电池起火等,车主可以要求退换车。田伟东表示,“电动车自燃不管是对厂家,还是对新能源行业发展都有很大的负面影响,也需要国家出台相应的制度法规保障消费者权益。”
来源:新浪汽车
2019年中国锂电池回收再利用市场前景分析报告
新能源汽车产业系我国国家战略性新兴产业,是“十三五”、“十四五” 政府产业支持发展的重点,承载着我国汽车工业实现从“汽车大国”到“汽车强国” 的重要使命,我国新能源汽车产业已进入快速发展期。高工产研锂电研究所(GGII)数据显示,中国新能源汽车销量从2012年开始大幅增长,产量从1.25万辆增长到2018年的122.07万辆,复合增长率达到114%。2017年,动力电池出货量首次超过数码电池,成为锂电池消费结构中占比最大的领域。随着2012~2014年装车的动力电池退役期临近,2018年被行业认为动力电池退役潮元年,GGII预计2020-2022年动力电池将会面临大量退役。锂电池回收再利用主要分为两个方面:1)对符合能量衰减程度的电池进行梯次利用,如磷酸铁锂类电池、三元材料类电池;2)对无法进行梯次利用的电池进行拆解,回收其中的镍、钴、锰、锂等材料,对材料进行重复使用,如无法使用的小型数码电池、部分三元材料类电池。2014-2020年中国锂电池拆解与梯次利用规模及预测(单位:万吨,%)注:回收拆解及梯次利用规模是指已经进入回收及梯次利用循环体系的锂电池数据来源:高工产研锂电研究所(GGII),2019年8月目前退役锂电池主要以数码电池为主,数码电池含有较多的钴资源,具有较高的利用价值,报废处理方式基本拆解回收为主。GGII数据显示,2018年全国梯次利用和拆解报废的锂电池(含数码锂电池)共9.5万吨,其中用于拆解的电池占2018年回收总电池量的98.8%。其中,2018年数码锂电池回收量为8.13万吨,占市场理论废旧数码电池报废总量的48.6%;2018年废旧动力电池回收量1.35万吨,占市场理论废旧动力电池报废总量的22.9%,其中三元动力电池的量占比94.3%,用于拆解回收的动力电池量占92.8%。2014-2020年废旧电池回收量及总报废量(单位:万吨)注:总报废量包括数码报废量和动力退役量,不含次品电池及报废极片规模。数据来源:高工产研锂电研究所(GGII),2019年8月出现以上情况的原因主要有以下几个方面:1)电池生产厂商责任制不明确,使部分报废电池二次流入市场;2)部分动力电池由于其他原因被提前处理,并未流入市场;3)车企因成本问题,使得部分真正退役的动力电池仍在市场运行,并未退役;4)过去动力电池报废量较少,旧电池匹配难度高;5)梯次利用领域技术成熟度低,储能市场、再利用市场空间并未得到大规模释放。近年来,国家相关部门颁布多项关于锂电池回收再利用的政策文件和指导意见,用于促进电池回收产业的发展。2018年1月发布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,要求汽车生产企业应建立动力蓄电池回收渠道,负责回收新能源汽车使用及报废后产生的废旧动力蓄电池;7月,工信部发布了《新能源汽力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》,要求建立溯源管理平台,对动力蓄电池生产、销售、使用、报废、回收、利用等全过程进行信息采集,对各环节主体履行回收利用责任情况实施监测。但是,目前市场回收机制仍有待完善,电池回收通道不畅,民众环保意识较淡薄,随意废弃现象严重。GGII认为,随着相应的实施细则出台、主管部门严格监管,废旧动力电池行业将逐步规范化,商业模式将逐渐成熟,经济性将得到体现。
来源:新产业智库