电池回收成机遇
电池被称为新能源汽车的心脏,其技术进步对电动汽车发展起关键作用。相比燃料消耗,纯电动汽车电池污染较大,废旧电池的处理是关键问题。
研究数据表明,2016年,中国实际进入拆解回收的动力电池不足1万吨,超过80%的报废电池仍然滞留在车企手上。有业内人士分析,由于动力电池回收利用的技术细则以及相应的经济问题尚未得到解决,目前相关进展相当缓慢。
虽然回收利用技术十分复杂,但动力电池回收产业潜力。业内电池回收的基本思路是梯次利用,将退役动力电池进行储能再利用,没有储能价值的进行拆解,按元素回收。肖莹说,目前许多车企已经开始动力电池回收的布局。
据时代技术执行官博阁仁介绍,时代已具备电池回收、提纯原材料循环利用的核心技术,电芯的回收利用率达到99%。
同时,国家也在积极探索废旧电池的回收处理问题。今年1月底,工信部、、科技部联合印发《关于加快推进再生产业发展的指导意见》,将新能源动力电池回收利用问题列入重大试点示范。据了解,这是国家针对动力电池回收进行试点工作。
生态优势需坚持
中国在新能源汽车领域更具生态优势。王水利说,中国新能源汽车企业的优势在于上下游产业链的配套能力。我们为客户提供的是包括车、充电桩、二手车回购、监控系统等整套服务的方案,这是外资企业比不了的优势。
为巩固和扩能源汽车的发展优势,工信部部长表示,接下来,中国将全面提升新能源汽车的技术、质量和配套。
废电池可以回收吗?
对于干电池回收,电池行业一向存在两派意见。
一派认为集中回收一次性电池意义不大,在没有条件处理的情况下,集中回收会造成集中污染。一些认为,目前回收量大的干电池,其主要成分是铁、锌、锰,还有微量的汞。这种电池汞含量不高,没有必要集中回收。铅酸蓄电池和对人体健康危害非常大的镍镉电池应该回收。高汞电池中的汞含量只有电池总量的千分之一,随垃圾填埋后,电池里的重金属进入填埋场渗液数量非常小,并不构成污染。而回收处理废旧电池成本过高,从经济角度看无利可图,何况在回收过程中还可能产生二次污染。
据中国电池协会有关负责人介绍,目前我国的一次性干电池已经基本做到低汞化,正在迈向无汞化,随垃圾分散处理不会对环境产生威胁。更应该做的是从生产龙头上消灭污染,即实现无汞化。由于回收一次性电池的费用很高,没有经济杠杆企业来回收利用一次性电池,事情很难办。需要回收的是那些对环境污染大的充电电池及铅酸电池。一些还举例说目些发达国家也不集中回收一次性电池。
另一种观点认为,无论哪类电池,都回收。这派观点的认为,我国绝大部分民用的是一次性电池,而且电池的无汞化进程并不乐观。我国1000多家电池生产企业中,在中国电池协会注册的仅300多家。虽然大电池企业生产的电池目前都做到了低汞化或无汞化,但大量小企业生产的电池还存在高汞现象。干电池检验站工程师张虎说,目前我国电池含汞量参差不齐,有的质量非常好,小于百万分之一;有的极差,低汞电池标准的20倍,无汞电池标准一万倍。
另据了解,中国目前能批量生产低汞无汞的大电池厂家还不到15%。不久前国家工商局对电池的一项调查显示,我国市场上的电池有20%达不到标准。所以,用已实现电池无汞化的发达国家不回收一次性电池的经验来套我国现实,还不合国情。有关认为电池中不仅汞会造成污染,锌、锰、镉、铅等随生活垃圾腐烂渗入地下,超过一定的限值,也会造成污染。这些有害物质随着食物链进入人体,威胁着人的健康。
目前中国垃圾处理方式水平较低,中国垃圾年产生量为1.4万吨,处理率为63%,但真正做到无害化处理的不到10%。我国大中城市的近千座垃圾填埋场中,90%仍是简易堆放,这种原始的处理方式极容易造成大面积污染。把废旧电池与生活垃圾一同处理后患无穷。认为,大量旧电池都随着垃圾到垃圾场,也是一种集中,怎么就不可能产生污染?政管委会有关负责人郑先生说,把废旧电池集中起来,等有了条件再处理,这样比分散更安全。
科技大学的曾平荣教授则从利用的角度上强调了回收一次性干电池的必要性。他说,目前国内生产的电池中90%以上是干电池,不可能对环境。而且,对这些电池不回收利用也是的浪费。3000吨废旧电池可以回收杂锌锭141吨、冶金二氧化锰300吨、铁皮260吨、电解锌181吨、电解二氧化锰340吨、铁皮500吨,价值相当于国家开发两个中型矿山的费用,更何况这些都是的一次性。
正是由于废旧电池对人类造成的危害,我们意识到废旧电池的回收的不足的严重性,并且开始分析废旧电池在我国回收利用的可行性。
:在《固体废物防治法》的基础上,废旧回收利用的行业政策和法律法规,并制定我国实际的管理办法及具体的可操作的管理实施细则,建立起完善的废电池运输管理制度。
第二:根据“谁污染,谁治理”的原则,电池生产企业负责回收利用废旧电池,在电池销售时,实行抵押金制度,国家向电池生产厂家收取一定的治理费用,并一定的比例返回给回收治理企业。在我国可以利用人工分拣来降低成本,这得益于我国丰富的人力。
第三:实现电池生产的低汞化和无汞化,加强对可充式电池的生产。实现电池回收的规模化产业化道路。对于不符合要求的企业勒令其改造或关停,对不改造和关停的处于罚款。
第四:国家给予废旧电池回收企业一定的政策扶持,对于技术上有突破,工艺的企业给予奖励并做大做强;鉴于我国有庞大的拾荒队伍,可以大程度的利用经济手段提高电池的回收率,例如以一定的金额回收每千克的旧电池等。
第五:在报纸和电视等媒体向群众宣传和教育,培养公众的回收利用意识。
回收处理
如果按某些报道呼吁的那样,在中国建造一个的、能够批量处理废电池的工厂,是否可行呢?国家环保总局污控司固体处彭德富工程师介绍说,建设一个废电池回收处理厂,需要投资1000多万元币,而且还要每年至少回收4000多吨废旧电池,工厂才能运转起来。而实际上要回收这样大数量的废电池十分困难。以首都为例,在大力宣传和鼓励下,3年才回收了200多吨。在环保城杭州市,废电池的回收率也只有10%。据了解,目前瑞士和日本已建好的两家可加工利用废旧电池的工厂,现在也因无人进行加工利用废电池处于停产状态。
废旧汽车动力电池拆解工序复杂且具有安全隐患:
由于国内动力电池在尺寸及结构规范尚没有统一的可依据的法规,现在国内各电池厂家属于八仙过,海各显神通。电池系统设计完全不同使得无法采用同一套拆解流水线适合所有的电池包和模组,导致电池拆解时极为不便。如果要进行自动化拆解,那面对现在大小不一,形状不一的电池包及模组,需要对生产线的灵活性有很高的要求,从而导致处置成本过高。现国内基本都是靠人工拆解,工人的技能水平直接影响着电池回收过程效率,同时由于电池包本身具有高能量,可能会发生短路、漏液等各种安全问题,进而可能造成起火或爆炸,导致人员伤亡和财产损失。因此,需要企业仔细研究电池包拆解过程中安全及效率的问题。
废电池回收方法分类:
1. 废镍氢电池失效负极合金粉的回收处理:
将失效MH/Ni电池外壳剥开,从电池芯中分选出负极片,用超声波震荡和其它物理方法,得到失效负极粉,再经化学处理得到处理后的负极粉,将此负极粉压片,在非自耗真空电弧炉中反复熔炼3~4次。除去熔炼铸锭表面的氧化层,将其破碎,混合均匀后,用ICP方法测其混合稀土、镍、钴、锰、铝各元素的百分含量,根据储氢合金元素流失的不同,以镍元素的含量为基准,补充其它必要元素,再进行冶炼,终得到性能优良的回收合金。
2.失效MH/Ni电池负极合金的回收:
将失效负极粉采用化学处理的方法,利用处理液对合金表面的浸蚀,破坏合金表面的氧化物,但又要使合金中未氧化的其它元素及导电剂受到的浸蚀影响降至小。采用0 5mol·L-1的醋酸溶液,将失效合金粉在室温下处理0.5h,再用蒸馏水洗涤、真空条件下干燥。结果看出,AB5型储氢合金的主体结构没有变,仍属于CaCu5型六方结构,但负极粉中Al(OH)3和(OH)3的杂相基本完全消失,说明这些氧化物经化学处理后,表面的氧化物几乎完全被溶解掉。将化学处理后的失效负极粉与制作电池用的原合金粉以及未经化学处理的失效合金粉,做充放电性能对比,经过化学处理的失效负极粉的放电比容量比未经化学处理的失效负极粉高。
将回收的合金粉做充放电性能测试,可以看出,回收合金粉的放电容量比失效负极粉高约100mAh·g-1,与原合金粉的放电容量相比基本相同,并且回收合金粉的放电平台压比原合金粉的放电平台压高约20mV左右,这可能是由于合金回收的过程中经过数次熔炼,使合金的成分和微观结构得到了改善的原因。
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