引言
作为新能源汽车的核心部件，动力电池容量降低至小于80%时，其通常不适宜在汽车上使用，需要进行退役处理。将循环经济理论引入动力电池处理中，可以对电池进行梯次利用或直接再生形成电池材料，创造出新的价值，在提升经济效益的同时保障社会的可持续发展。
1中国动力电池回收现状
从元素组成上可以看出，动力电池中含有较多的有价金属和电解质等有毒有害物质，所以在动力电池退休报废后需要得到有效的处置，否则会对自然环境和人类健康带来危害。如未能将其妥善处理，动力电池的电解液会造成氟污染；镍可能会引起人体过敏发炎等症状，还会影响人体的生育能力，出现人神经衰弱的情况，甚至可以引发癌症；钴会被农作物吸收，人食用后可能会可引起红细胞增多症、血清蛋白成分改变、破坏胰腺功能等，同时对肺也有较大伤害。从中国金属资源和中国金属交易基准价两种数据中可知，我国镍钴锰锂金属资源储量并不充足，且镍钴锂三种金属资源的交易价格在不断上涨。我国作为镍钴储量稀缺的国家，金属原料的供需大部分依赖于进口，并且这种情况随着中国新能源相关经济和科技的发展，对镍钴锂这种稀缺金属的需求量会越来越大。当动力电池的电池容量衰减到80%后，其性能就不再适用于新能源汽车。经研究纯电动/插电式的动力电池组使用寿命约为4~6年，假设所有动力电池的使用寿命都为5年，那么从2020年开始报废动力电池的数量会急剧增多，这将是一批巨大的回收资源。磷酸铁锂电池中锂含量占比1.1%，三元系电池中平均镍含量占比12%、钴含量占比5%、锰含量占比7%、锂含量占比1.2%，如可以将动力电池中的镍钴锰锂金属有效回收且不污染环境的情况下，不管是增加金属资源储量，还是发展新能源行业经济都是有益于我国的。
2动力电池回收模式
按照不同的回收主体，目前动力电池的回收模式可分为自主回收、第三方回收和联合回收模式。自主回收模式是指由新能源汽车生产商自行构建动力电池回收网络，通常来说，汽车生产商可依托自身的销售网点作为起点构建逆向物流网络。该模式对于生产商的要求较高，一方面需要投入大量资金，另一方面需要对废旧动力电池回收全流程进行把控，需要耗费大量的精力。由于生产商大多专注于汽车生产制造，并非动力电池回收方面的专家，如若处理不当将导致资源浪费以及环境污染等问题。但是，自主回收模式可以有效打通正逆向物流网络，将电池回收与汽车生产制造相结合，实现废旧动力电池可用资源的有效利用，同时有利于保护自身动力电池方面的核心技术。第三方回收模式则是由专门负责动力电池回收的企业对废旧电池进行回收，即新能源汽车生产商委托专业第三方负责动力电池回收工作，同样符合生产者责任延伸制度的要求。
3新能源汽车动力电池正极材料回收技术
3.1火法处理
火法冶金是一种对电池材料中有机物、碳和黏结剂进行高温煅烧，最终得到金属及其氧化物的回收工艺，常常用来处理磷酸铁锂电池。如Kim等[23]采用火法回收废旧LFP，在惰性气体保护、600℃处理0.5h使集流体与活性物质分离。将活性物质与碳源及新黏结剂重装再生正极材料，再将再生正极材料与锂金属箔等物质重装电池，检测发现得到的再生LiFePO4放电容量高、循环性能好。火法-湿法联合法是一种对废旧NCM正极材料与还原剂/添加剂（还原碳/H2等）混匀进行高温焙烧，焙烧后得到的焙砂经水/酸浸达到回收有价金属目的的一种方法，经常用来处理三元锂电池。如Liu等[24]采用火法-湿法联合法回收再利用废旧NCM正极材料，以氢为还原剂，在500℃煅烧15min，以水为浸出剂，在固液比为500g/L、25℃浸出10min的条件下，几乎可以将焙烧物料中的所有Li与其他杂质有效分离，再通过蒸发和结晶直接获得质量分数99.92%的LiOH×H2O。将高纯LiOH×H2O与回收的Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱体按摩尔比1∶1混合制备高镍电池正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，检测发现制备的高镍电池正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2具有良好的电化学性能。
3.2梯级利用
目前在中国梯级使用的领域以网络储能、电力系统储能，以及中低速车领域居多。通信基站动力电池主要起到备电功能，以确保在停电期内基站的连续平稳工作，但由于通信基站对后备供电的标称电压和电池管理系统(BMS)的需求并不一致，现采取了将动力电池拆分后重组使用的方法，同时政府也在进一步探讨动力电池应用的相关方法。电力系统储能典型应用场景主要涉及供电调频技术、供电调峰运行、新能源移峰、跟踪计划、容量储备管理等，虽然目前废旧动力电池已作为储能体系在电网中的实际运用，但大多还是以科技研发与试验研究为主。低速电动车领域应用主要包括四轮低速电动车、电动摩托车、电动轻便摩托车和电动自行车等，废旧动力电池的技术性能满足低速电动车的相关标准和使用要求，只要在标称电压、外形尺寸等方面进行调整，经过重组检测达到要求后即可投入使用。
3.3拓宽动力电池回收渠道
为实现动力电池的有效回收利用，可以从拓宽回收渠道出发，合理构建完善的回收体系。首先，建立动力电池回收网点。选择新能源汽车保有量较高的地区建立动力电池回收网点，实现报废动力电池的有效回收利用。随着回收规模的扩大，可以将回收网点升级为区域回收中心，尽可能减少报废动力电池的周转次数，降低运输成本及事故风险。其次，引进动力电池回收智能化装置。为满足动力电池回收需求，可以借鉴垃圾分类回收方式，在合适的地点安装动力电池回收智能化装置，实现对动力电池的分类与回收。该装置不仅可以实现电池分类与回收，还能鼓励和引导消费者参与动力电池回收与循环经济发展，同时规范动力电池流向。值得注意的是，该装置的应用应遵循环境友好原则，保证电池性能的稳定性，避免对二次利用造成影响。最后，借助互联网技术实现动力电池回收。通过线上技术与新能源汽车车主建立联系，通过微信公众号、动力电池回收应用程序等形式打通动力电池线上回收渠道，既可以满足动力电池的报废处理要求，又可以大大提升电池中转的便利性，并保证将回收阶段对动力电池的破坏降到最低。
结束语
当前，我国新能源汽车动力电池回收行业尚未成熟，仍有诸多问题亟待解决，难以应对即将到来的大规模动力电池报废周期。政府应尽快完善相应法律法规及补贴机制，引导行业有序发展，构建起完备的动力电池回收网络体系。
参考文献
[1]肖武坤,张辉.中国废旧车用锂离子电池回收利用概况[J].电源技术,2020,44(08):1217-1222.
[2]刘慧丽.废旧新能源动力电池回收体系研究[D].上海第二工业大学,2020.
[3]钟冬庆,张兔隆,谢善传,彭光怀.废旧动力电池回收工艺研究[J].赣南师范大学学报,2020,41(03):47-49.
[4]周航,马玉骁.新能源汽车动力电池回收利用工作进展及标准解析[J].中国质量与标准导报,2019(07):37-43.
[5]李雪早.新能源汽车动力电池回收利用浅析[J].汽车维护与修理,2018(19):1-9.
