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动力电池回收市场初具规模,二次寿命电池开创新的梯级利用模式

章涟漪 章涟漪

来源:第一电动网       作者:章涟漪

从2009年的正式起步,到2010年第一辆真正面向私人消费市场的新能源车交付,2013年一定规模推广应用,直至 2016年中国新能源车连续两年产销量全球第一,保有量达100万辆左右。新能源汽车的迅猛发展启动了一个新的爆点——动力电池回收行业的崛起。

动力锂电池的一般使用寿命大概是20年,但由于新能源车的特殊性,电池容量衰减到初始容量80%以下时,电动汽车续航里程就会明显减少,这也就意味着大约5年左右动力电池就需要更换。即从2018年开始,我国首批进入市场的新能源汽车锂动力锂电池将面临报废回收的问题,动力锂电池废旧回收市场初具规模。

传统梯次利用面临一系列问题

据中国汽车技术研究中心预测,到2020年前后,我国纯电动(含插电式)乘用车和混合动力乘用车动力电池累计报废量将达到12-17万吨。而当前动力电池回收规划能力占规划产能0.3%,规划动力电池回收能力不足实际电池出货量的1%。于此同时,全球各国都已在积极开展动力电池梯次利用方面的实验研究和工程应用,其中美国、德国和日本等国家走的比较早,并且已经有一些成功应用的工程和商业项目。

为此促进行业发展,我国出台了一系列政策。国务院办公厅印发了《生产者责任延伸制度推行方案》,工信部发布了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》,工信部、商务部和科技部联合发布了《关于加快推进再生资源产业发展的指导意见》,基本从政策层面明确了“电池回收利用主体责任”这一关键问题,即新能源车主机厂和电池制造厂负主要责任。未来,新能源车企、电池生产商将参与动力电池的回收。

一般来说,动力电池回收分为两种,一是直接拆解回收,但由于退役的动力锂电池仍保持70%-80%的初始能量,如果直接拆解回收,会造成浪费。因此,目前理想的状况第二种,先将退役电池进行梯次利用,淘汰后再进行资源化回收利用。

传统梯次利用主要用于充电站储能、商用储能、低端民用等。这要求电池成组后的外形、安装、动力接口、信号接口以及各种协议、电压等级等都必须统一起来。但这面临这一系列的问题。

一是电池的标准化问题,厂商多、电芯规格不统一,筛选、拆解困难,缺乏稳定的货源;二是性能问题,材料种类繁多、电池单体一致性差、寿命预测评估复杂、存在安全隐患。三是市场应用问题,由于标准化和性能问题,只能应用在单体电芯利用低功率、低容量应用:充电宝、电动蚊拍、小电动玩具等。储能等高端应用仍停留在理论或者试点阶段;四是商业化问题,梯次回收利用难度大,缺乏有实力的企业介入,整个回收产业现在还处于散、小、乱的阶段。收废旧电池赚点小钱容易,形成稳定、利润稳定的商业模式难。

星恒启动年500万支电芯二次寿命服务

星恒成立于2003年,十多年一直聚焦锰酸锂电池技术路线。在新能源汽车市场爆发前,动力电池的需求量不大,星恒将为汽车研发的锰酸锂动力电池成功转入电动自行车市场,实现国内年销量超过30%,欧洲约26%。2014年,随着新能源汽车市场打开,星恒从电动物流车领域切入,截至目前累积销量超过2万组,并于2017年开始进入新能源乘用车领域。

动力电池领域业务发展的同时,星恒早早布局回收领域。“正是由于我们了解到直接利用动力电池残余所面临问题,所以我们选择将回收电池进行独特的处理方式赋予电池二次寿命。”据星恒电源技术总监程凯程凯介绍,经过大量测试表明,市场上回收的、售后服务退回的电池中,除了漏液的不能使用外,其他都可以通过这套技术进行二次加工,最终的修复可利用率达80%以上,可以完成一个寿命2年以上的应用。

2012年,星恒具备二次寿命的电芯正式量产,累计实现23MWh;2013年,完成专用生产线建设,年处理60万支电芯,从电动自行车市场开始回收过保电池;2014年,搭建回收体系,在北京、天津、济南设立回收网点;2015年,二次寿命电池开始正式销售,至今已累积完成5000组;2016年,已投入使用的二次寿命电池故障率与新电池故障率相当。

截至2017年,回收电池通过修复,完成再次配组实现二次寿命的利用率已达80%以上。也就是说,星恒从市场上回收100支电芯,将有80支电芯能够通过二次寿命形成再次的应用。这在1-10度电的领域,拥有广泛的市场空间,例如电动工具、轻型交通工具、家庭储能、安防监控、备用电源等。

经过2014年至2016三年实践,证明这套技术完全靠谱。2017年星恒启动为年500万支电芯二次寿命服务的产线。计划2020年实现400万支退役电池回收,实现二次寿命应用。

二次寿命电池面临的挑战

作为动力电池回收行业的先行者之一,星恒的这种梯次利用虽然代表未来发展方向,但还很薄弱。目前100多家动力电池生产厂,有回收意向不足10家。追其原因之一无外乎“利益”二字。

此前有行业人士表示,一家回收废旧磷酸铁锂电池的公司,回收处理1吨废旧磷酸铁锂动力电池的成本为8540元,而再生材料的收益仅为8110元,亏损430元。

据介绍,二次寿命也面临着行业推广上的限制,理论上方形皆可用,但需要在工艺方面进行突破。圆柱电池目前难以实现,未来将在技术上进一步研发,同时进行三次寿命的梯级利用探索。

来源:第一电动网

作者:章涟漪

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