期待电池革命

2019-08-14 13:30高之良
中国质量万里行 2019年5期
关键词:锂电池燃料电池新能源

高之良

中国经济已进入高质量发展阶段,国家政策力推新能源革命,其中尤以新能源汽车和新能源电动自行车为先,而新能源电池的升级换代特别引人注目,它不仅关系到中国汽车产业的自主创新,也关系着社会和民生质量的再提升和再发展。

新标准强调电池回收处理

近日,国家市场监管总局发布消息,186项国家标准近日获批公布,涉及不动产登记、车辆安全、装备制造业、公共设施和环境保护等多个领域,其中的《废铅酸蓄电池回收技术规范》国家标准,规定了废铅酸蓄电池的收集、贮存、运输、转移过程的处理方法及管理措施,有利于规范生产企业对废铅酸蓄电池的回收利用,防止二次污染,同时对规范废蓄电池回收行业的整体发展起到示范作用。更重要的是,新标准将对现有市场产生重大而广泛的影响。

电池污染危机一直存在

目前我国电池产品主要包括五种:镍镉、镍氢、锂离子、铅蓄、铁锂。它们的一个共同缺陷也都是存在污染风险。

废弃在自然界电池中的汞会慢慢从电池中溢出来,进入土壤或水源,再通过农作物进入人体,损伤人的肾脏。在微生物的作用下,无机汞可以转化成甲基汞,聚集在鱼类的身体里,人食用了这种鱼后,甲基汞会進入人的大脑细胞,使人的神经系统受到严重破坏,重者会发疯致死。著名的日本水俣病就是甲基汞所致。镉渗出污染土地和水体,最终进入人体使人的肝和肾受损,也会引起骨质松软,重者造成骨骼变形。汽车废电池中含有酸和重金属铅泄漏到自然界可引起土壤和水源污染,最终对人造成危害。

电池的有效物质都是惰性元素组成的,在自然环境下这些元素不会于其他元素发生反应,或者这种化学反应的进程相当缓慢,而其中的重金属元素更是有毒物质,如果长期不能反应,就会造成对土壤、水源等的污染,而且这种污染是永久性的(大于100年),因而不能随便丢弃废旧电池,即便是环保型的电池也不行。因此,必须大力发展电池分解技术。

日本的垃圾分类在我们看就是变态家庭的垃圾分类就要分八种,塑料袋颜色都不一样。但我们所讨论的是垃圾如何消化处理得问题。大家都知道我们常用的五号七号电池的处理就是个大难题,科学家都头疼,因为那是个大的污染源,任何垃圾经过若干年大自然的消化都能分解,只有电池永远存在,现阶段没有解决的办法。后来又增加了手机电池、电脑电池,体积还都是比较小的;但汽车电池就不一样了,电池体积那么大!现在中国政府企业都在大力推新能源电动车,电池还没有到报废的高峰期,假如全国都开电动车,报废的汽车电池的处理问题就出来了。

锂电池也只能是市场“过客”

尽管电池也能够自然分解,但各电池的分解电时间不同,有的很长,有的很短,有的分解过程污染很大,有的分解过程污染很小,如锂聚合物电池的分解过程产生的污染就相对较少。

锂电池的发展经历了磷酸铁锂电池和三元锂电池。磷酸铁锂电池,顾名思义就是用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。早期的时候,因为物质水平的限制,很多厂商都会在提高续航里程前提下降低电池的成本,但这款电池自重大、能耗大一直是发展瓶颈。

优胜劣汰本来就是社会发展的趋势。随着技术的进步,三元锂电池能量密度更高、价格更便宜,自然而然成为厂家的新选择。然而,这款电池也同样存在不:在200度左右的时候会发生分解,电解液会迅速燃烧。如果温度过高、环境密闭,会增加自燃和自爆的危险。另外重要的是,如果回收不当,锂电池中的正极材料会造成重金属污染。

尽管这款电池目前是市场主流,但无论是一次性锂电池还是二次锂电池,均含有多种金属以及电解液等有机溶剂,而电解质具有相当大的腐蚀性和化学毒性,电池如果爆炸燃烧,还会产生有毒的化学气体,对环境造成污染。

对于电动车市场来说,外观、动力、充电桩的问题依旧是讨论的核心。如果一款电动车的安全性好、动力足、外观漂亮、充电方便,人们相信,很多人会选择新能源汽车。但是动力锂电池作为新能源汽车重要的核心部件,其设计使用寿命只有5 8年。随着国家大力推进高质量发展战略,电池革命势在必行。

氢燃料电池引领未来

4月23日,工业和信息化部新闻发言人长黄利斌在国新办发布会上表示,下一步将进一步加大工作力度,联合有关部门开展示范运行,破解氢燃料电池汽车产业化、商业化难题,大力推进我国氢能及燃料电池汽车产业的创新发展。

随着能源资源的短缺,国家开始频出利好政策来进行宏观调控,希望用污染少、成本低的清洁能源来代替锂电池。氢燃料电池无污染、使用寿命长,排放也没有污染物,非常环保:它不用充电,只需要加氢气,就跟现在加油一样方便。在注重环保的未来,相信政策和市场会更多地偏向选择氢燃料电池。

对此,相关专业机构认为,氢燃料电池类似当年锂电池的发展,或在短期内迅速成长。虽然目前氢燃料电池的产量很低,还在发展的初期,但类比于锂电池的发展进程,现阶段氢燃料电池的行业增速将会较快。

期盼电池分解技术的飞跃

新能源汽车以及自行车,是我们国家向高质量发展阶段进阶的典型产品;是我们摆脱世界汽车寡头垄断市场、建立我们真正民族汽车产业的着眼点;是我们的中国梦。由于中国的新能源汽车的起点几乎与世界同步,所以,新能源汽车也是我们产业升级的希望所在:它的关键不再是发动机,而是电池,电池的科技含量包括续航能力和废旧电池的环保问题。据称多数搞新能源汽车的国家走的都是锂电池的路子,比如美国、德国等,而日本走的“氢燃料”技术,动力和续航能力都远超锂电池,而且也很干净。在国家政策鼓励和驱动下,我们一些汽车厂也要或已经开始向日本学习,所以,近段时间股市上关于“氢燃料”概念股火爆,在一定程度上说明是得到了资本市场的青睐和肯定。

根据国家规划,2020年新能源汽车市场存量将超过500万辆,而此时市场中的动力锂电池总量将达到67万吨,退出市场累计超过24.8万吨。如此多的废旧锂电池,回收和再利用不当的话,环境生态将承受更大的负担。

然而我们仍要保持热情中的理性,中国仍属发展中国家,铅酸电池、锂电池由于成本优势,生产企业仍有空间,但技术有待提升,对此,有关政府部门和科研机构能否有心和精力,象关注芯片那样关注关心各种废旧电池回收后的分解问题?这不仅关系到当前的产业升级,更关系到质量发展战略的实施,关系到中国经济的长远发展和我们的子孙后代。

让我们全力支持中国新能源的发展,为电池革命加油!

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