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动力电池退役如何处理?威马汽车提前给出了什么样的解决方法

2023-09-26   点击量:169

作为全球最大的电动汽车市场之一,我国已在今年迎来第一个动力锂电池报废高峰期。在周三(十二月二十六日)举办的一场公开课上,威马汽车给出了上述判断。


这家新兴汽车制造商表示,废旧动力锂电池正向环境与社会资源提出挑战。如处置不当,后者不仅存在巨大的环境与安全隐患,还会造成资源浪费。所以动力锂电池的回收利用在经济、环境、行业、公司层面都有重要意义。威马汽车动力锂电池回收利用工程师张健总结道。


在上述场合,威马汽车对世界各国政府在动力锂电池回收方面的技术路径及政策体系进行了梳理。


从形式上看,动力锂电池回收再利用重要有梯次利用和再生利用两种。针对轻度报废电池,电池性能下降到原性能的30%-80%,一般建议梯度利用,通过筛分、拆解、重组后贴上梯次利用标签,可再用于储能系统、路灯、UPS电源、低速电动汽车等领域。而关于重度报废电池,电池性能下降到原性能的30%以下,一般采用再生利用的方式,通过拆解再生,通过化学方法提取回收其中的电极材料,尤其是钴、镍、锂等贵金属。


在政策体系层面,发达国家目前的动力锂电池回收利用均以市场调节为主、政府约束为辅。例如在德国,政府立法回收,生产者承担重要责任,设立基金完善回收体系市场化建设。日本有关动力锂电池的生产方式逐步转变为循环再利用模式,公司作为先锋参与到电池回收中。美国则以市场调节为主,政府通过制定环境保护标准对其进行约束管理,辅助执行废旧动力锂电池的回收。


在我国,从2012到2018年由国务院、工信部、发改委等多个部门公布《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》等9项政策文件,推动动力锂电池回收利用体系建设。鼓励电池生产公司与综合利用公司合作,在保证安全可控前提下,按照先梯次利用后再生利用原则,对废旧动力蓄电池开展多层次、多用途的合理利用,降低综合能耗,提高能源利用效率,提升综合利用水平与经济效益,并保障不可利用残余物的环保处置。


在全球范围内,有关动力锂电池梯次利用试点与研究正得到开展。以美国电动汽车制造商特斯拉为例,该公司于2015年公布了家用及公司用锂离子电池储能系统Powerwall及Powerpack,2016年又公布了太阳能屋顶。此类尝试可被视作梯次利用的典型案例。


事实上,志在成为智能电动汽车普及者的威马汽车眼下也正在建立自己的废旧动力锂电池回收利用体系。


张健表示,为了使退役的动力锂电池得到更加充分的利用,威马将从电池回收利用体系运营、动力锂电池回收利用体系建设、动力锂电池全生命周期溯源管理三个方面综合管理,实现对退役动力锂电池剩余价值的合理利用,以期在保护环境、降低安全风险的同时,令公司成本及效益实现最大化。


威马电池回收利用体系重要由研发环节、生产环节、销售环节、回收环节、溯源五个板块构成。


研发环节重要由PACK、产品数据、电池回收运营部三个部分构成,重要职责范围是遵从设计开发原则,严格执行威马针对电池产品技术参数要求(包括形变等级、报废条件等),试验阶段动力蓄、电池包管理,动力锂电池编码规范、报废电池评估等相关工作。


生产环节则重要由整车厂、ME两部分构成,负责动力锂电池仓储规划、报废移交、动力锂电池生产管理的事宜。销售环节由售前售后构成,重要负责动力锂电池回收服务网点标准/建设、动力锂电池维修/更换、经销商动力锂电池暂存、报废的工作。


回收环节由电池回收运营部负责,重要任务是针对动力锂电池梯次利用/再生利用、废旧动力锂电池管理、废旧动力锂电池回收利用体系建设。溯源环节则由质量中心把控,负责各环节动力锂电池溯源管理,溯源管理平台的建设及管理工作。


除此之外,威马汽车电池溯源上传系统也已建立完成,实现国家平台联调对接并已投入使用,落实动力锂电池各环节信息的溯源。


依据《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》,汽车生产公司应在溯源管理平台上传回收服务网点信息。威马汽车是全国第一批进行回收服务网点信息申报的整车公司。第一批次(合计26个)回收服务网点信息申报工作已完成,并纳入回收利用体系建设工作中。


当前,威马动力锂电池的回收利用实践重要针对梯次利用展开。退役电池可在微电网、分布式能源系统场景中作为储能应用,或在两轮、三轮、四轮车上作为车辆应用。当退役电池不再能作以上两种方式应用时,即为报废退役,交由资源再生公司处置。


回收利用的整体思路为压榨退役电池剩余价值,其路径则为整包和模组。张健表示,无论是哪种回收利用路径都要遵守威马梯次利用技术规范。该套技术规范重要包含五个方面,分别为基本信息采集、外观检查、性能测试、通讯标定、产品要求。


威马动力锂电池的回收利用路径中,整包一般用于储能系能,产品特点为:使用参数易获取,降低选型、重组成本,易维护、更换。而模组一般用于储能系统、三轮车、二轮车、低速四轮车,其产品特性为:产品技术参数标准化,不同电压平台的梯次产品,同品牌模组选型、单体差异更低,能量密度高、重量轻。


整包利用中威马根据目前储能产品的特性,利用梯次电池开发微网光储充放一体系统,结合光伏、电网,将建设威马汽车特色电力储能项目,加快产品商业化推进。


模组应用的过程重要涉及到预处理、Pack拆解规范、Pack拆解流程、实际应用四个方面。


此外,废旧电池在拆解之前还要进行预处理,包括信息采集、安全检查等。在Pack拆解规范上,威马根据WM电池包的设计特性和国家拆解规范,制定适合了不同里程电池包的统用拆解规范及拆解工艺步骤,明确了拆解过程中的人员、装备、场地等的要求。与会专家均认为,2020年,新能源补贴将完全退坡,所有的动力锂电池公司要考虑里程、安全、价格等综合因素,不能将续航里程继续含义为重要矛盾。电池和整车公司的技术能力将面对重大挑战。


我国工程院院士杨裕生表示,过度追求续航会致使电池安装密度升高,不仅容易降低安全性,导致汽车起火,同时也会加重汽车重量,和节能减排的初衷背道而驰。


电池百人会理事长于清教认为,95%的消费者一天的用车里程在30公里至100公里之间,过长的续航里程只会让电池成本占比过高,新能源汽车的价格飙升,这对消费者没有意义。


因此,在国家补贴结束之后,各家公司在技术路线间如何进行权衡、选择,值得业内关注。杨裕生指出了一条技术路线增程式电动汽车结合磷酸铁锂离子电池。他认为,这是解决当前里程和安全成本矛盾的路径之一,也方便推进市场化。


在磷酸铁锂离子电池方面,国内各大电池公司都有所研究,其中包括举办此次大会的国轩高科。大会还将本届科技成果特等奖颁发给190Wh/kg磷酸铁锂离子电池研发及产业化项目。同时,该款190Wh/kg磷酸铁锂离子电池也登上了正在举办的安徽省庆祝改革开放40周年科技创新成果展。


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钜大特种电池工程研究院

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