“現(xiàn)階段儲能市場各類儲能技術(shù)保持多元化發(fā)展格局，安全性好、循環(huán)壽命高、低成本、高效率、易回收的技術(shù)將是未來儲能技術(shù)面臨的共同挑戰(zhàn)。”中國物理與化學(xué)電源行業(yè)協(xié)會動力電池應(yīng)用分會秘書長劉勇日前在第二屆儲能電池技術(shù)發(fā)展方向研討會上表示。電動汽車動力電池作為儲能的重要領(lǐng)域，同樣面臨著上述挑戰(zhàn)。

根據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心發(fā)布的數(shù)據(jù)，2020年電動汽車退役電池容量將達(dá)到2421萬kWh。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，廢舊動力蓄電池若不回收利用，不僅是價值的巨大浪費(fèi)，還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。由于結(jié)構(gòu)和材料的特殊性，廢舊動力電池若不加強(qiáng)回收利用管理，還會引發(fā)安全隱患。在目前鈷鎳等金屬資源價格上漲、汽車動力電池大規(guī)模退役的趨勢下，電池回收和梯次利用已經(jīng)成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

價格和成本倒逼回收

“到目前為止全球大部分公司還是用鎳礦或者鈷礦作為原材料生產(chǎn)相關(guān)復(fù)合材料。中國鎳和鈷的儲量非常少，能源的儲存和需求量明顯不匹配。”北京理工大學(xué)教授、電動汽車動力蓄電池循環(huán)利用戰(zhàn)略聯(lián)盟技術(shù)專家委員會副主任李麗告訴記者。她認(rèn)為，原材料價格直接影響單體或者電池組價格，從整個動力電池全生命周期來看，降低電池材料成本需要從原材料入手。延長電池壽命可以在一定程度上降低電池成本，原材料回收也可以在一定程度上降低電池產(chǎn)業(yè)對全國原礦的壓力。

“在廢舊磷酸鐵鋰動力電池無害化回收利用中，銅和鋰的回收率達(dá)到99%，鋰的回收率達(dá)到98.9%。”中天新興材料有限公司副總經(jīng)理張剛介紹。然而，從去年年底開始，磷酸鐵鋰價格下滑明顯，已經(jīng)從2016年的每噸10萬元左右下跌到6萬元左右。價格下跌直接影響了回收企業(yè)的利益。張剛表示，在磷酸鐵鋰材料這么低的價格下，回收企業(yè)需要尋找更低成本的方法。

回收價格也影響著電池回收企業(yè)的利益。張剛述說了目前電池回收企業(yè)的苦惱：“現(xiàn)在的回收把廢舊電池作為資源在賣，回收價格較高；但是從回收企業(yè)角度來看，電池作為報廢品，價格較低，回收企業(yè)才能夠盈利。”他希望國家有關(guān)部門研究回收相關(guān)政策進(jìn)行有效引導(dǎo)，促進(jìn)電池回收產(chǎn)業(yè)真正健康發(fā)展。

負(fù)極和電解液回收應(yīng)受重視

“目前動力電池回收多聚焦于電池正極材料，對于負(fù)極和電解液的回收卻受到企業(yè)忽視。可能因?yàn)樨?fù)極石墨很便宜，所以大家覺得不值得回收。”李麗指出。

記者了解到，天然石墨的提純存在高污染高能耗的問題，但回收負(fù)極材料后生成具有高導(dǎo)電性的石墨烯材料，在電池等領(lǐng)域有著非常大的吸引力。動力電池石墨負(fù)極的回收或會成為企業(yè)的重視方向之一。

關(guān)于電解液回收鮮有見諸報端的案例，然而電解液中的有毒物質(zhì)可以造成環(huán)境污染，回收和處理勢在必行。李麗介紹，科研團(tuán)隊(duì)將電解液重新進(jìn)行匹配以后，電導(dǎo)率可以達(dá)到目前商業(yè)化的要求。

“電池回收處理應(yīng)遵循三個原則：高效性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性，我們希望對動力電池不同部件進(jìn)行全方位再生和資源化。”李麗還建議從電池生產(chǎn)源頭做好設(shè)計(jì)，材料在設(shè)計(jì)之初就支持后期降解，這會降低電池回收鏈條末端的處理難度。

梯次利用將成退役電池主要去向

今年7月，工信部、科技部等七部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于做好新能源汽車動力蓄電池回收利用試點(diǎn)工作的通知》，確定北京、天津等19個省市及中國鐵塔公司為動力電池回收試點(diǎn)地區(qū)和企業(yè)。

中國鐵塔股份有限公司是由三家電信運(yùn)營商中國電信、中國移動和中國聯(lián)通共同出資設(shè)立的大型通信基礎(chǔ)設(shè)施綜合服務(wù)企業(yè)。作為唯一的動力電池回收利用試點(diǎn)企業(yè)，鐵塔公司在全國范圍內(nèi)擁有180萬座基站，具有規(guī)模化開展梯次電池應(yīng)用的優(yōu)勢。

據(jù)中國鐵塔股份有限公司能源創(chuàng)新中心高級總監(jiān)高健介紹，2015年10月份中國鐵塔開展梯次電池試點(diǎn)應(yīng)用研究，2018年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了梯次電池大規(guī)模應(yīng)用，截至目前已完成3600多個站點(diǎn)的建設(shè)工作。試驗(yàn)站點(diǎn)地域覆蓋全國大部分地區(qū)，所使用退役電池的制造商基本涵蓋了國內(nèi)主流新能源汽車電池供應(yīng)廠商，試點(diǎn)運(yùn)行近兩年，梯次電池運(yùn)行狀況良好。

據(jù)高健介紹，退役電池的大規(guī)模梯次應(yīng)用技術(shù)方案有三種：第一是電芯級重組方案，即將電池拆解成電芯級進(jìn)行分選、重組加工成電池產(chǎn)品，貨源方主要是電池企業(yè)；第二個是模組級重組方案；第三個是PACK應(yīng)用方案，將退役下來的整個電池PACK包檢測分容后應(yīng)用到基站，貨源方以汽車企業(yè)為主。

他舉例指出，以北京西郊田村基站為代表的自建機(jī)房新增了2組梯次電池，通過電池共用管理器實(shí)現(xiàn)與原有的鉛酸電池合用。梯次電池來源于沂星純電動大巴退役的中航鋰電電池，2013年至2016年在臨沂市做公交運(yùn)營。

談及退役電池梯次利用在通信基站中的應(yīng)用趨勢，高健表示，將從落實(shí)梯級電池在新建基站備用場景全面應(yīng)用開始，試點(diǎn)削峰填谷，探索光儲一體化應(yīng)用的新模式，逐步拓展到梯次利用電池在點(diǎn)、線、面及微站建設(shè)的應(yīng)用。