新能源汽车废旧电池回收与再利用技术研究
杨浚蓬
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杨浚蓬,. 新能源汽车废旧电池回收与再利用技术研究[J]. 能源学报,20248. DOI:10.12721/ccn.2024.157432.
摘要: 随着新能源汽车产业的迅速发展,废旧电池的数量不断增加。本文基于动力电池及其回收利用对新能源汽车行业可持续发展的重要性,对新能源汽车废旧电池回收面临的挑战进行研究,并探索新能源汽车废旧电池回收与再利用策略,希望对有关从业人员提供经验参考。
关键词: 新能源汽车;废旧电池;回收再利用
DOI:10.12721/ccn.2024.157432
基金资助:

新能源汽车研发作为应对能源危机和环境问题的有效举措,近年来取得了显著的发展成果。然而,随着新能源汽车的迅速发展,废旧电池的处理问题逐渐凸显。废旧电池中含有多种有害物质,如果随意丢弃或处理不当,将对土壤、水源和空气造成严重污染。同时,废旧电池中也蕴含着丰富的有价金属资源,如锂、钴、镍等,如果能够有效地回收和再利用,不仅可以减少对环境的危害,还能缓解资源短缺的压力。

1.新能源汽车废旧电池回收面临的挑战

1.1回收支持政策欠缺

当前新能源汽车废旧电池的回收存在支持政策欠缺的问题。首先,缺乏明确且具有针对性的法律法规。虽然已有一些相关政策出台,但对于废旧电池回收的责任界定、流程规范等方面仍存在模糊地带,导致企业在执行回收任务时缺乏清晰的指引[1]。其次,财政补贴政策的不足也制约了回收产业的发展。回收废旧电池需要大量的资金投入,来用于技术研发、设备购置和环保处理等环节,然而目前的财政补贴力度难以覆盖这些成本,致使电池回收技术和设备得不到及时更新。此外,政策在促进产业链协同合作方面的缺失也不容忽视。电池生产企业、汽车制造商、回收企业之间的合作对于高效回收至关重要,但由于缺乏政策引导和激励机制,各方之间的协同合作不够紧密,影响了回收效率和效果。

1.2回收监管力度不足

回收监管力度不足也是新能源汽车废旧电池回收面临的挑战。一方面,相关法规政策尚不健全,在具体操作层面,存在部分企业和个人在回收时谋私利或操作不认真的现象[2]。另一方面,监管部门在执行过程中面临诸多困难。由于新能源汽车废旧电池的回收涉及多个环节和众多参与者,包括汽车制造商、电池生产商、回收企业以及消费者等,监管的复杂性和难度较大。监管部门往往难以对整个回收链条进行全面、有效地监控,从而让一些非法回收和处理行为得以滋生。此外,缺乏有效的监管手段也是一个重要问题。对于废旧电池的流向和处理方式,难以进行实时追踪和监测。一些不正规的回收企业为了降低成本,采用粗放式甚至是违规的处理方式,不仅对环境造成严重污染,也浪费了宝贵的资源。再者,监管力度的不足。一些正规回收企业在严格遵守环保和安全标准的情况下,运营成本较高,而非法或不规范的回收者则凭借低成本优势抢占市场份额,严重扰乱了正常的市场秩序。

1.3技术与装备不完善

在废旧电池回收与再利用过程中,技术与装备的不完善成为制约废旧电池有效回收的重要挑战。首先,在技术方面,对废旧电池的剩余价值评估存在较大难度。由于电池在使用过程中的衰减情况复杂,难以准确判断其剩余容量和性能,这使得回收决策缺乏科学依据。第二,电池的拆解和重组技术尚未成熟。不同类型、规格的电池结构各有差异,拆解过程需要高度精细化操作,否则容易引发安全事故和环境问题。而重组技术的不完善则限制了废旧电池在储能等领域的二次利用效率。第三,在装备方面,高效、自动化的回收设备短缺。目前的回收流程大多依赖人工操作,不仅效率低下,而且容易出现误差。同时,缺乏先进的检测设备来精确分析电池成分和状态,影响了回收质量的控制。最后,处理废旧电池所产生的废水、废气等污染物的处理装备也需进一步完善,以满足严格的环保要求。

2.新能源汽车废旧电池回收与再利用策略

2.1建立回收体系

建立完善的新能源汽车废旧电池回收体系是实现资源有效利用和环境保护的关键。首先,应明确相关法律法规和政策,为回收体系提供法律支撑。政府需制定严格的电池回收标准,明确汽车制造商和电池生产商在电池回收中的责任和义务,确保废旧电池能够得到有序回收。其次,构建多元化的回收渠道。可以在城市各个区域设立专门的回收站点,方便消费者交回废旧电池。还可以与汽车4S店、维修厂等企业合作,建立回收网络结构,在车辆维修和报废环节对电池进行回收。此外,利用线上平台,建立电池回收预约系统,提供上门回收服务,提高回收的便利性。同时,建立信息化管理系统,对回收的每一块电池进行全程追踪。从电池的生产、使用到回收、再利用,详细记录其状态,为回收体系的优化提供数据支持。在回收体系中,还应注重培养专业的回收人员。通过开展培训课程,提高其专业技能和环保意识,确保在回收过程中遵循规范操作,保障安全和环保。

2.2规范回收流程

在新能源汽车废旧电池回收与再利用的策略中,应规范回收流程。首先,在电池的生产环节时,为每一块电池标记编码,记录其生产信息、使用情况以及流向,确保在回收时能够准确追踪和识别。在回收环节,应设立专门的回收网点,方便车主或相关企业交售废旧电池。回收网点需配备专业的检测设备和人员,对回收的电池进行初步检测和分类,区分不同类型、规格和剩余容量的电池。运输过程中,要遵循严格的安全规范。使用专门的运输工具,采取防火、防爆、防泄漏等措施,确保废旧电池在运输途中的安全。进入处理工厂后,进一步对电池进行详细检测和评估,确定其最佳的再利用方案。对于剩余容量较高的电池,可经过修复和检测后用于储能、低速电动车等领域;对于无法直接再利用的电池,要采用先进、环保的拆解技术,将电池中的有价金属进行回收。在整个回收流程中,严格执行环保标准,对拆解过程中产生的废弃物进行妥善处理,防止对环境造成污染。

2.3建立梯次利用体系

在新能源汽车废旧电池回收与再利用的策略中,建立梯次利用体系具有重要意义。梯次利用体系的目的在于根据废旧电池的剩余性能和容量,将它应用于电池性能要求相对较低的领域,从而延长电池使用寿命,实现资源最大化利用。首先,建立完善的电池评估标准和检测机制。通过精确检测电池的剩余容量、内阻、循环寿命等参数,对废旧电池进行准确分级,为梯次利用提供科学依据。对于性能较好的废旧电池,可以将其应用于对电池的性能要求相对较低的储能领域,如家庭储能系统等,有效降低储能成本。还可以将梯次利用的电池用于电动自行车、电动工具等小型电动设备。这些设备对电池的能量密度和功率要求不高,废旧电池经过适当的重组和管理,能够满足其运行需求。为了确保梯次利用体系的有效运行,需要建立严格的质量监控和安全管理机制。对梯次利用的电池进行实时监测,及时发现和处理潜在的安全隐患。

2.4电池的拆分再利用

在新能源汽车废旧电池的回收与再利用策略中,电池的拆分再利用是至关重要的一环。首先,对废旧电池进行精准拆分是实现有效再利用的基础。由于不同类型和规格的新能源汽车电池在结构、化学成分和性能上存在差异,因此需要采用先进的拆解技术和设备,确保在拆分过程中不对电池内部的关键部件造成损坏,在拆分过程中还应关注操作人员安全。拆分后的电池组件需要经过严格的检测和评估,以确定其剩余价值和可再利用的程度。对于性能仍然良好的电池单体或模组,可以直接用于对电池性能要求相对较低的领域,如储能系统、电动自行车等。在利用过程中,还需要建立完善的质量监控体系。对拆分再利用的电池进行持续监测,确保其性能稳定可靠,保障使用者的安全和设备的正常运行。通过科学合理的拆分再利用策略,可以充分挖掘新能源汽车废旧电池的潜在价值,减少资源浪费,为可持续发展做出积极贡献。

3.总结

新能源汽车废旧电池的回收与再利用是一个系统工程,需要政府、企业和社会各方的共同努力。通过完善政策法规、建立健全回收体系、加强技术研发和创新,推动新能源汽车废旧电池回收与再利用产业的健康发展,不仅可以实现资源的有效利用,还能保护环境,促进新能源汽车产业的可持续发展。

参考文献:

[1]王兆海.新能源汽车电池回收与再利用技术分析[J].汽车与新动力,2023,6(04):34-36.DOI:10.16776/j.cnki.1000-3797.2023.04.003.

[2]潘秀艳.新能源汽车动力电池回收与再利用技术研究[J].汽车测试报告,2023,(20):64-66.