李明
(世航国际货运代理股份有限公司,江苏 苏州 215002)
动力电池回收过程中的存放、包装和运输规则
李明
(世航国际货运代理股份有限公司,江苏 苏州 215002)
指出锂电池作为联合国认定的9类危险品,存放和运输都存在一定的危险性,回收的动力电池存有多种技术状态,需加以区分并作相应的处置。阐述了退役动力电池的分类标准、对应的技术处理、相应流程方向、规范的包装以及标准的运输。
动力电池;锂电池;包装和运输规则;回收
业内对动力锂电池的回收政策、回收处理技术等已开展了广泛的研究和探讨,但对回收过程中较为重要的回收站管理、电池存放、规范包装、运输管控等相关标准仍未开展很好的研究。个别人员的认识还停留在以往的蓄电池回收管理方式上,甚至简单的延用铅酸蓄电池的回收标准来论述动力电池的回收和管理,这将严重误导动力锂电池回收工作的开展和实施,也会拖累整个产业的健康发展。
锂电池开始被广泛应用是在十年前的iPod Nano、iPhone、iPad、笔记本电脑,电动工具等各类移动设备上,尽管数量很大,但锂电池的使用总量还是有限的。而近年来随着集成控制技术不断研究和开发,锂电池已被大规模使用在各种车辆和储能设备上,尤其是电动汽车中的锂电池大规模应用,使得锂电池生产出现井喷式爆发性增长,可以预见,在不久的将来各类锂电池的存量将远远超过其它任何类电池的总和。
国内过去讨论电池回收的存放和运输标准,主要是针对传统的镉镍电池、锌锰电池、镉氢电池、铅酸电池等,并没有太多涉及到锂电池部分。随着锂电池产业的迅速增长,回收标准的制定已成为极为紧迫的工作。
欧盟2006年9月26日公告第2006/66/EC号《电池、蓄电池、废电池及废蓄电池》电池回收指令,针对废弃汽车的回收部分,虽然仅涉及汽车的启动器、照明或点火电源的电池或蓄电池,但其它部分动力锂电池回收的包装运输规则已开始增设和逐步完善,欧盟各国专家参加的专题会议已进行了多次,并且还在不断补充修改,进一步细化各项执行标准。
回收的动力锂电池与废旧蓄电池有较大区别和不同的风险特征。
3.1 联合国分类
锂电池:UN3480,UN3090,Class 9;
蓄电池:UN2794,UN 2795,UN2800,UN3028,Class 8。
3.2 主要的风险
废旧蓄电池的主要风险和危害是:重金属和电解液对土壤、水源、空气的环境污染,其电极材料所含的重金属(如铅)的污染;各种酸性或碱性电解液在发生泄漏时对土壤和地下水的环境破坏和污染。
锂电池除上述环境污染外,最大的风险是极易燃烧和爆炸,由于锂材料的活跃特性,以及锂电池产品设计和使用中的各种因素,如短路、过充、穿刺、泄漏、破损、鼓胀、水浸、温度失控、使用不当、处置错误等都可能导致意外事故的发生,也正因如此,常有锂电池工厂和仓库发生爆炸和燃烧的重大事故。
4.1 动力电池分类
进入电池回收站的动力电池,一般来源于各汽车修理厂或4S店维修更换下的退役电池;也有发生车祸和碰撞、穿刺泄漏、过热燃烧等处于较危险状态的电池;另外还有一部分是已经丧失使用功能,无法梯次利用的电池。
一般大家习惯将以上各类电池统称为废旧电池,但回收的动力电池实际处理过程中所称的废电池、旧电池是有较大区别的:
旧锂电池,也称为退役的动力电池,是指虽然能效下降,已无法达到电动车辆的使用技术标准,但其仍具有梯次利用的使用价值,可再次开发继续应用于储能电源中的锂电池。
废电池是指已丧失使用功能无法再开发,将报废处置和资源回收的锂电池。
另外还有一种形态的锂电池,是已损坏或有缺陷的、存在安全隐患的,也俗称为坏电池。
各种类型和状态的动力电池需要作类型区分,作出相应的处置,然后再送往不同的处理工厂。
4.2 电池的处置流程
电池的处置流程如图1所示。
图1 电池的处置流程图
4.3 危险品规则的内容
联合国国际海运危险品运输规则《IMDG CODE,37-14 EDITION》中,已增加了各种形态的锂电池包装规则和特别条款,并且在2015年1月自愿执行,从2016年1月开始强制执行。各类锂电池所对应的技术状态和包装导则见表1。
表1 各类锂电池所对应的技术状态和包装导则
收集的动力电池在进入回收站后会有短时间的停留和存放,在此期间需进行技术处理,并且在收集到一定数量后再运送至下一个处理工厂。
5.1 放电处理
锂电池进入回收站时仍然会存有一定量的电荷,为降低存放和运输的风险,在锂电池送入仓库后,首先按照电池提供方的信息和实际电池的状态进行检测和分类,然后作相应的放电处理。根据锂电池的不同技术状态以及后续的处置方式,分别按不同的要求和方式进行放电作业。
(1)可梯次利用的锂电池:使用专用负载设备以及电极夹具或专用插头进行专业放电,使电池的电荷载量
(SoC)降低到规定的载荷范围。
(2)做处置和资源回收锂电池:对这类将做化学分解或高温冶炼提炼金属材料电池,可用水槽容器将电池放入盐水中充分浸泡,使电池的电荷载量降到尽可能低的水平。在不适合或不具备浸泡方式的条件下,应使用专用负载设备和电极夹具或专用插头进行充分放电,使电池的电荷载量降到尽可能低的范围。
(3)对已损坏或有缺陷的锂电池,应视锂电池的损坏状态或缺陷的轻重程度加以判断,是否具备放电的条件或符合放电的操作标准,再酌情确定和处理。
5.2 区分原则
无论是仓库的堆放和车辆的装载,都应按不同类型的锂电池加以区别,严格防止各类电池混放,遵循的主要原则是:
(1)损坏或有缺陷锂电池必须与其它类型的电池分开。
(2)高电压的锂电池应与低电压的电池分开。
(3)梯次利用的电池与处置和资源回收锂电池分开。
5.3 包装导则
严格按照IMDG CODE,37-16中的包装导则,对应各类电池进行包装:
(1)损坏或有缺陷锂电池:依据P908条款使用中型PG II包装或按照LP904使用大宗PG II包装,使用不燃和非传导具有吸附功能的衬垫材料装填在电池与包装容器间,以避免在运输过程中的震动进一步损坏或导致危险发生。
(2)处置或资源回收锂电池:依据P909条款使用PG II包装。
(3)梯次利用的锂电池:依据P903条款中的中型PG II包装或按照LP903使用大宗PG II包装。
(4)所有的包装均需防止电极间的短路,电池的过热,防止电池在包装中的移动;金属包装还须配有非传导的内衬材料(如塑料),材料的强度与用途应相适应。
(5)外包装须按照标准和要求张贴相应的标签和操作警示,指导人员在紧急状况下进行应急处置和人员防护。
(6)应提倡采用可多次往返和循环使用UN流转包装箱进行运输包装,既绿色环保又节省成本。
5.4 运输规则
执行的运输标准须满足《危险货物品名表》的相关条款,使用符合相应标准的运输车辆;危险品车辆还应悬挂UN提示标志。
5.5 电池维护
为保证梯次利用的动力电池可持续使用和二次开发,应对存放的锂电池定期进行检测,在电荷载量SoC损耗降低到一定范围时,应及时进行适当的充电维护,使SoC保持在一个相对安全和稳定状态。
5.6 信息跟踪
对进入回收站的每个动力电池系统执行信息登记,记录各项技术数据和所有信息,建立完整的档案系统,跟踪每个操作流程、存放位置、包装进度、运输信息,所有信息做到全程可追踪。
5.7 严格防护
采用符合消防标准的回收流转仓库,严格分隔和堆存标准,规范装卸程序,有充分合规的消防设施,悬挂安全警示标志,配备防护的穿戴装备。
5.8 重要措施
动力锂电池的回收存放、包装、运输各方面存在着多重风险,每个作业流程和处理节点都需严格管控,其它部分还有:危险品专业培训、人员的防护措施、防止电池短路、防止电池过热、电池之间热传导隔离、科学的堆放标准、环境温度的控制、信息管理制度、仓库安防系统、危险品运输管理,存储的仓库资质等。
锂电池回收工作虽然在整个动力电池庞大的产业链中仅是很小的部分,但却是一个重要的关键节点,是个系统控制工作,涉及到各方面的技术规则、风险控制、专业处置及信息跟踪。建立高起点、高标准的回收体系,将关系到我国绿色能源的健康发展,同时也会给社会带来较大的经济效益,促进电池行业的长久发展。
[1]IMDG CODE 37-14 EDITION联合国国际海运危险品运输规则[S].
[2]GB12268-2012危险货物品名表[S].
[3]GB15603-1995常用化学危险品贮存通则[S].
[4]五部委联合发文.电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015年版)[Z].
[5]BALUN-WebMaster.欧美电池指令法规简介[Z].
Rules for Storage,Packaging and Transportation of Recycled Power Batteries
Li Ming
(WE International Freight Forwarding Co., Ltd., Suzhou 215002, China)
In this paper, we pointed out the hazard in the storage and transportation of the lithium batteries and the multiple technicalconditions the recycled power batteries might be in required careful differentiation and corresponding treatment. Following this line, wediscussed the standard for the classification of the retired power batteries as well as the corresponding technical treatment, processorientation, packaging and transportation standards.
power battery; lithium battery; rule of packaging and transportation; recycling
TM912;F252
A
1005-152X(2016)09-0036-03
10.3969/j.issn.1005-152X.2016.09.009
2016-08-13
李明,副总经理,技术总监,中国化学与物理电源行业协会专家委员会委员,研究方向:锂电池物流。