童杰+李娟+李健平

摘 要：由于動(dòng)力電池的大規(guī)模使用，導(dǎo)致退役動(dòng)力電池在數(shù)量和規(guī)模上急劇增加。對(duì)的環(huán)境影響日益嚴(yán)重?；诖耍疚奶岢隽送艘蹌?dòng)力電池回收利用模式嘗試性的探討，結(jié)合中國(guó)實(shí)際情況，提出了三點(diǎn)關(guān)于退役動(dòng)力電池回收利用模式。結(jié)合中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)，研究高效的回收利用退役動(dòng)力電池技術(shù)具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力電池

1 背景分析

伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題與資源短缺問(wèn)題日益凸顯。研究和開(kāi)發(fā)新能源以及新的儲(chǔ)能設(shè)備成為中國(guó)經(jīng)驗(yàn)繼續(xù)發(fā)展亟待解決的問(wèn)題。在我國(guó)的“十三五”規(guī)劃中，明確提出推進(jìn)能源革命，加快能源技術(shù)創(chuàng)新，建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。然而，鋰離子電池（LIB）是目前綜合性能最好的電池體系，被廣泛用于手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)車、混合動(dòng)力車、信息技術(shù)和航空航天等領(lǐng)域的動(dòng)力支持。這將在一定程度上能夠有效的緩解環(huán)境與資源的問(wèn)題。正是由于鋰離子電池的大規(guī)模使用，廢舊鋰離子電池作為環(huán)境污染的一個(gè)重要因素越來(lái)越受到人們的關(guān)注。據(jù)資料顯示：一個(gè)小小的紐扣電池可以污染60萬(wàn)升水，相當(dāng)于一個(gè)人一生的飲水量。廢棄鋰離子電池的污染物，再通過(guò)土壤和水源進(jìn)入人類的食物鏈，將對(duì)人的健康狀況造成的極大影響。有數(shù)據(jù)庫(kù)顯示，2015年中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)品產(chǎn)量為559788.36萬(wàn)只，中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的鋰離子電池制造和使用大國(guó)。同時(shí)，中國(guó)也產(chǎn)生了大量廢舊鋰離子電池，廢舊鋰離子電池利用價(jià)值較低，加上使用分散，絕大部分作生活垃圾處理，其回收存在著成本和管理方面的問(wèn)題，再生利用也存在一定的技術(shù)問(wèn)題。因此，開(kāi)展廢舊電池的回收研究對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

目前，我國(guó)一直沒(méi)有建立完善的廢舊鋰離子電池回收體系，居民隨意丟棄現(xiàn)象嚴(yán)重。最新調(diào)查顯示，中國(guó)廢舊電池回收率非常低。多數(shù)居民認(rèn)為廢舊電池回收活動(dòng)“與自己無(wú)關(guān)”或“沒(méi)時(shí)間參加”，這樣導(dǎo)致多數(shù)人將廢舊電池與生活垃圾一起丟棄。廢舊電池回收之所以會(huì)出現(xiàn)以上情況可歸于以下幾點(diǎn)：（1）廢舊鋰離子電池回收基本是靠志愿者，這樣難以大規(guī)模的回收利用；（2）由于受資金和處理技術(shù)等因素的限制，沒(méi)有形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)；（3）居民對(duì)廢舊電池的危害不夠重視，環(huán)保意識(shí)差，多數(shù)人沒(méi)有形成自覺(jué)上交廢舊電池的意識(shí)。

2 我國(guó)廢舊鋰離子電池回收模式的選擇

基于退役鋰離子電池對(duì)人類環(huán)境的影響，廢舊鋰離子電池的回收模式必須要立足于中國(guó)的實(shí)際。首先，應(yīng)該引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)電池回收技術(shù)，提供廢舊電池再利用的效率；第二，應(yīng)該從鋰離子電池生產(chǎn)就開(kāi)始考慮回收再利用，鼓勵(lì)企業(yè)加大研發(fā)大容量，利用次數(shù)多的鋰離子電池技術(shù)的研發(fā)；最后，政府從政策上引導(dǎo)民眾對(duì)電池進(jìn)行分類處理；同時(shí)，也讓企業(yè)參與回收再利用的環(huán)節(jié)中來(lái)。

2.1 引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)回收再利用技術(shù)

在中國(guó)，對(duì)動(dòng)力電池研究主要集中在提高其安全性能及使用壽命等方面，而回收利用環(huán)節(jié)相關(guān)技術(shù)研發(fā)卻嚴(yán)重脫節(jié)。在這里，先介紹國(guó)外在新能源汽車動(dòng)力電池回收技術(shù)領(lǐng)先的兩家公司：第一；Umicore開(kāi)發(fā)了獨(dú)特的Val′Eas工藝，通過(guò)特制的熔爐用高溫冶金法回收鋰離子電池制得Co（OH）2/CoCl2，石墨和有機(jī)溶劑則作為燃料放出能量。該工藝的特點(diǎn)是不進(jìn)行電池解體破碎，避免了解體破碎困難、安全風(fēng)險(xiǎn)高的問(wèn)題；回收得到的鈷等化合物純度高，可直接返回電池材料生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)金屬的循環(huán)利用；高溫熔煉既綜合回收了鈷、鎳、錳、銅等有價(jià)金屬，又利用了其中塑料與石墨碳、鋁箔等，并產(chǎn)出清潔無(wú)害的爐渣，過(guò)程簡(jiǎn)單。位于比利時(shí)安特衛(wèi)普的霍博肯工廠目前能夠每年處理7000噸左右的廢舊二次電池；第二，在鋰離子回收方面，Eco-Bat工藝是OnTo公司的首創(chuàng)。該工無(wú)需高溫且所耗能量極低，主要采用CO2超臨界流體恢復(fù)鋰離子電池的容量。將電池放在干燥、適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟鹊沫h(huán)境下，電池中的電解液被液態(tài)的CO2溶解并轉(zhuǎn)移到回收的容器內(nèi)。然后改變溫度和壓力使CO2氣化使得電解液析出。電解液被循環(huán)的超臨界CO2攜帶出來(lái)，注入新的電解液后用環(huán)氧樹(shù)脂封口，使電池恢復(fù)充放電能力。

這兩家公司都實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池的回收再利用，這些技術(shù)可以在適當(dāng)?shù)臈l件下引進(jìn)到國(guó)內(nèi)。通過(guò)消化技術(shù)再創(chuàng)新，提高國(guó)內(nèi)鋰離子電池回收再利用技術(shù)水平。

2.2 鼓勵(lì)企業(yè)研發(fā)易于回收再利用的鋰離子電池

企業(yè)是生產(chǎn)和利用動(dòng)力電池的主體，國(guó)家是制定法律法規(guī)的主體；國(guó)家支持開(kāi)展退役動(dòng)力電池回收利用的科學(xué)研究、技術(shù)設(shè)備開(kāi)發(fā)和示范推廣應(yīng)用，制定推薦回收利用方法、設(shè)備及工藝清單，鼓勵(lì)動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)、電池使用企業(yè)、專門回收利用企業(yè)以及高校研究所等聯(lián)合建立技術(shù)研究工作組，促進(jìn)回收利用技術(shù)進(jìn)步。結(jié)合中國(guó)實(shí)際情況，選擇重點(diǎn)區(qū)域，開(kāi)展動(dòng)力電池回收利用技術(shù)及回收模式的示范應(yīng)用，構(gòu)建具有中國(guó)特色的退役動(dòng)力電池回收利用體系。

2.3 政府出臺(tái)政策引導(dǎo)民眾和企業(yè)參與退役鋰離子電池回收再利用

第一，政府從多個(gè)方面引導(dǎo)民眾形成良好的環(huán)保意識(shí)，改掉隨意丟棄退役電池的不好習(xí)慣，使民眾自覺(jué)上繳廢舊電池的習(xí)慣成為社會(huì)公德；對(duì)我們的下一代的教育尤為重要，可以通過(guò)開(kāi)始科普課的形式教育孩子，使他們從小就形成一種環(huán)保意識(shí)。

第二，政府可以通過(guò)立法的形式強(qiáng)制規(guī)范退役電池的回收；制定退役動(dòng)力電池回收利用政策及管理辦法，研究動(dòng)力電池回收利用行業(yè)準(zhǔn)人條件，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，有效保障動(dòng)力電池得到有效回收利用。

3 小結(jié)與展望

動(dòng)力電池的回收再利用研究已歷經(jīng)20余年，雖然國(guó)內(nèi)有多種方法能有效實(shí)現(xiàn)電池回收再利用，但是由于動(dòng)力電池由于其制造技術(shù)尚不成熟，人們的目光多集中在提高電池性能上。最終導(dǎo)致動(dòng)力電池廢棄后，對(duì)環(huán)境的污染將更為嚴(yán)重，并且目前尚未找到一種成熟的回收方法，對(duì)環(huán)保工作造成的壓力日益顯著。造成這種局面的原因是多方面的。一部分原因是缺乏完備的管理體制，在未來(lái)幾年，應(yīng)加快建立動(dòng)力電池回收處理法律體系，鼓勵(lì)民間組織建立回收聯(lián)盟，加強(qiáng)對(duì)違法經(jīng)營(yíng)的懲治力度，提高回收利用行業(yè)的準(zhǔn)入條件，逐步規(guī)范我國(guó)動(dòng)力電池回收利用處理市場(chǎng)。

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