废旧汽车电池回收产业发展探索

李跃鹏，雷舒雅

(1.成都大学电子信息与电气工程学院，四川 成都 610106；2.成都大学法学院，四川 成都 610106)

0 引言

随着新能源汽车被确定为国家战略目标，成都制定了一系列促进地方新能源产业发展的政策法规，主要针对提高新能源汽车市场应用相关政策，电动汽车相关配套设施的规划建设等，这些政策有效的促进了成都新能源汽车销量增加和新能源汽车产业的发展。截至2020年底，成都新能源汽车保有量约9.3万辆，相比上年增长了15%。新能源汽车经过5～6年推广普及，越来越多的动力电池陆续进入报废期，如成都截至2020年底就有过万吨电池进入报废期。锂电池作为电动汽车主要能量载体，其具有毒性和致癌性，如果对电池不规范和恶意处理，会对生产生活的环境产生严重的破坏，新能源汽车废旧电池含有铜、钴、锂都具有较高的经济价值，回收不当也是资源的严重浪费。动力废旧电池的回收主要通过梯级和再生利用两种手段，但通过调查发现，成都区域对于废旧电池的回收体系和网络还不健全，需要通过多元渠道建立和完善回收体系。同时，新能源动力电池的回收各环节关键技术还不够成熟，低技术含量回收处理方式，不仅无法为企业带来效益，反而可能亏损，危害环境安全。如何有效地回收利用好新能源汽车电池，如何加大新能源汽车电池回收技术的研发力度，如何提高电池回收企业的经济效益，不仅对环境保护、电动汽车、电池回收技术的发展有着重要的推动作用，而且有利于区域环境的持续健康发展，也对新时代下人类社会和生态协同发展有着重要的意义。

1 汽车电池回收产业发展现状

新能源汽车自2014年进入急速增长阶段，按照乘用车电池5～6年使用寿命测算，2014年产乘用车用动力电池将在今年开始批量进入报废期；此外，经历2014—2015连续两年超高速增长基数较高的商用车用动力电池也将在今年批量进入报废状态，并且由于商用车搭载电池容量更高，其报废量预计相比乘用车更为可观。根据专家测算，2018年动力电池回收为“电池正极材料前驱体”原材料的市场达17亿元，至2023年有望达到205亿元，复合增长率达到65%。虽然目前由于前期基数较低，回收市场规模相对较小，但随着新能源汽车市场确定性的持续高增长，动力电池回收市场也将随之逐渐爆发。然而，相比新能源汽车的增长的爆发趋势，动力电池回收行业却也迎来了新的挑战，相对落后的回收策略也让整个动力电池回收市场岌岌可危。

欧美国家对动力电池的回收与利用研究起步较早，特别是在动力电池的梯级利用和再回收利用上，通过技术和商业的运作，产生了良好的经济社会效应。2010年加州大学开展了包括电池再次利用具体的性能要求、家庭低能耗设备的产品研发、电池综合价值的方法体系等研究[1]。研究应用全新电池作为参照，对钛酸锂、磷酸铁锂和三元体系电池模块开展研究，应用全新的实验方案和算法体系，对电池开展综合价值评价，研究动力电池最优寿命评估办法[2]。

2 电池回收产业的前景

2.1 电池回收的经济效应

将废旧动力电池进行资源化处理，可以提取有价金属(锂、锰、铝、铜、铁等)，这些有价金属可带来良好的经济效益。废旧动力电池电浆中的镍、钴、锂纯度相比起矿石和矿物盐中提取的原料纯度会高出许多，这也是废旧动力电池拆解利用市场获利的根本原因。废旧电池体量越来越大，为电池回收和其他原材料生产企业提供了源源不断的资源库。废旧动力电池的回收处理技术的提升和成本的降低，势必带来更大的机遇，具备核心优势的废旧动力电池回收企业才可能是最后的赢家。未来随着新能源乘用车市场规模的扩大，三元材料锂动力电池覆盖率的进一步提升，也将促使电池生产的各种原材料飞速增长，电池所需的钴、镍等贵金属也将持续高价位，从而突显出废旧电池回收的巨大经济效益。2018年超过53亿元、2020年超过100亿元、2023年废旧动力锂电池市场将达250亿元[3]，如图1所示。

图1 废旧动力电池回收市场规模统计

2.2 电池回收的社会效应

废旧动力电池作为一种高危废弃物，如若处理不当，不仅会严重污染环境，而且会给人和动植物的健康带来严重的伤害[4]。近年来，我国提出了“碳达峰”和“碳中和”的目标，促使我国汽车产业的加速转型，在传统汽车向新能源汽车转变的过程中，对电池的储能设计和长效循环利用的要求也就越来越高。对废旧动力电池的持续有效回收和利用体系的构建，是环境友好型、节约型社会的重要方面，也是加快推进我国技术创新和产业转型升级的重要体现。成都若在电池回收领域取得突破性发展，将在构建川渝协同高质量发展中发挥重要的推动作用。

3 动力电池回收产业发展问题

电池技术的是当今世界各种重点研究和突破的领域，在车辆电动化趋势的国际共识下，电池产业的技术突破不仅关系到国家科技事业的发展，也是地球环境保护的重要方面。科学家们一致致力于研究出储能更高、充电更快、体积更小、成本低廉、安全可靠的电池技术。我国不断出台相关推动电动汽车发展、电池技术研究、电池梯级利用以及回收等相关产业政策。成都也根据自己的区域特点制定2020—2022年电池回收利用回收试点方案，着力助推成都市动力电池回收体系的建立，开展电池回收环保宣传等措施和实施方案，鼓励和试点企业开展电池回收相关服务，这些相关的产业政策对电池回收产业提出完整和可行的实施方案，对电池回收产业的发展有着巨大的促进作用，但仍然面临诸多发展问题。

3.1 电池回收体系不健全

废旧电池的回收是一套系统的产业体系，回收体系中需要技术性、市场性、政策性的环境辅助和规范。完备的废旧动力电池回收产业链涉及动力电池研发、动力电池及汽车制造、汽车销售与服务、动力电池更换回收、废旧动力电池运输、废旧动力电池评价、废旧动力电池二次使用、再生处理等。尽管废旧电池回收体系还有待完善，相关的技术也需要加快发展和市场推广[5-6]。据调研，成都区域企业的废旧电池回收网络不健全，需要通过政策引导电池回收产业链的建立和完善，包括电池回收、运输、处理、市场推广等具体环节。电池回收体系中要求有成熟的终端回收企业、专业的物流运输途径、完善的电池回收处理技术、完备的再销售市场体系。这些环节的建立才能够真正促进新能源电池回收产业可持续健康发展。

3.2 电池回收技术不成熟

成都新能源动力电池的回收各环节关键技术还不够成熟，低技术含量回收处理方式，不仅无法为企业带来效益，反而可能亏损，危害环境安全。如何有效回收利用好新能源汽车电池，如何加大新能源汽车电池回收技术的研发力度，如何提高电池回收企业的经济效益，既对环境保护产生深远的影响，也对新能源汽车的发展和电池回收企业的发展起到重要的推动作用。

3.3 监管和激励机制有待加强

国家及地方政府已明文规定了退役动力电池回收产业链各主体的相关责任，但由于奖罚制度不完善，且监管手段缺乏，导致目前各相关主体对政策执行不到位。因对退役动力电池回收行政监管力度相对欠缺，虽然制定了相关的回收法规制度，但是对于违规的行为处罚尚无明确定论，导致相当一部分退役动力电池无法实现定点收集、定向流动、专业化回收，形成了个体粗放回收模式。电池回收需要较高的技术水平作为支撑，也需要更多较大的市场规模支撑回收的经济效益，受到规模和技术水平的限制，目前回收金属和高附加值的成分比较低，经济性不足，需要有更多的财税激励措施[7]。国内还没有出台对新能源汽车退役动力电池回收的激励政策和补贴机制，企业见在回收方面无利可图，自然而然就没有兴趣去对废旧动力电池进行有效的回收。

4 成都汽车动力电池产业发展对策

4.1 发展多元化回收技术及体系

如果汽车电池容量不足额定值的80%，则电池可以进入报废程序但仍可进行梯次利用，用于低速车或其他储能设备。目前，部分废旧动力电池被粗放制成小型充电设备，或造假处理为新电池，甚至粗放提取贵金属，带来安全和环境双重隐患。六氟磷酸锂作为汽车动力电池的主要成分，极容易水解产生氟化氢、五氟化磷等剧毒物质，对环境具有非常大的危害[8]。相对于磷酸铁锂电池，三元锂电池中一些稀有金属含量高，再生利用效益较高，小作坊倾向于回收三元锂电池，但其对三元锂电池的处理令人担忧。废旧动力电池需要良好的工艺技术支撑，不同的工业技术会造成不同回收效果，也直接影响到对环境的保护。据悉，目前国内企业大多采用湿法冶金工艺，三元锂电池全组回收率低于44%，铁锂电池全组回收率低于28%，同时结合破碎分选等其他工艺，两种电池全组回收率可以达到90%以上。

实施动力电池身份识别，建设电池回收处理信息平台，利用大数据等信息化技术开展动力电池数据采集、分析、流向追踪监测[9]。鼓励互联网企业与动力电池生产企业、新能源汽车生产企业、销售商、回收处理企业深化合作，搭建网络回收平台，完善逆向物流、以旧换新等线下回收模式，促进多渠道回收体系发展。

4.2 创新完善产业监管和扶持政策

成都电池回收产业发展需要加强顶层设计，政府可加快制订动力电池领域生产者责任延伸制度方案，明确动力电池全寿命周期各环节(包括生产、使用、回收、梯次利用、拆解等)的责任主体以及责任划分，尤其是动力电池生产企业和新能源汽车生产企业的责任划分。对渠道畅通、网络健全、技术成熟、设施完备、绿色环保、技术含量高，并取得相关废旧机动车拆解资质的企业，俱在行业具有标杆示范作用，给予废旧电池回收企业的试点资质，给予企业资金、税收、政策等方面优惠扶持。

4.3 加强科研人才培养和资金投入

汽车废旧电池的回收技术与新能源汽车的技术息息相关，因此在电池回收技术发展的同时也需要新能源汽车及电池技术的发展，包括对电池的储电能力、快充能力、安全环保长效等多方面技术研发，这些新技术的发展创新就需要人才和研发的进一步投入。建议新能源电池生产厂家、相关科研院所应拨付更多资金用于技术创新，保证新能源电池技术的持续发展。政府可成立专门基金项目，用于支持新能源电池、材料、能源等技术研发[10]。成都已经建立起一系列的高新科技园区，也拥有国内外大型汽车厂商的产业基地，有良好的互联网企业产业研发中心，在建立废旧电池回收和利用体系上，充分利用互联网以及产业优势能够取得更长足的发展。成都的相关高校应针对新能源电池开设专门专业，为国家培养出更多优秀新能源电池研发人才。新能源电池生产厂家应注重科研人才培养，加强培训；必要时可选派部分优秀科研人才到国外新能源电池生产厂家进行参观访问，增加见识，提升自身研发能力，促进成都电池回收产业的进一步发展。

5 结语

综上所述，电池回收产业发展是成都经济和社会发展新的着力点，尽管成都电池回收产业的发展还有待完善，但是通过技术和体系的创新、产业政策的完善、以及研发投入的加大等措施，是能够有效推进成都电池回收产业的进一步融合发展，进而加快成都在电池回收技术以及新能源汽车技术的发展步伐。