课题承担单位:广东邦普循环科技有限公司
一、研究背景
新能源汽车产业是我国国家战略性新兴产业,是“十四五”政府产业支持发展的重点,承载着我国汽车工业实现从“汽车大国”到“汽车强国”的重要使命。中国新能源汽车销量从2012年开始大幅增长,产量从1.25万辆增长到2018年的122.07万辆,复合增长率达到114%。随着新能源汽车使用时间的推移,退役的电池会越来越多,若退役动力电池未得到有效利用,将浪费镍、钴、锂等宝贵的有价金属资源,并造成难以消除的环境污染问题。
同时,国家陆续出台相关政策,推动新能源汽车动力蓄电池回收利用。2018年1月,工信部等七部委联合印发《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,规范退役动力蓄电池回收利用的过程。由于退役动力电池的来源复杂,不同综合利用企业的技术水平存在参差不齐,导致退役动力电池拆解、检测、回收等工艺各不相同,部分有价金属资源未得到有效利用。同时,由于退役电池的综合利用未有实现全过程的标准化管理,导致安全和环保问题频发。因此,亟待开展车用动力电池梯次利用及再生利用标准符合性及实施效果的研究工作,确保制定发布的车用动力电池回收利用相关标准落地实施,促进退役动力电池回收利用行业的健康、可持续发展。
二、研究目标和内容
本项目通过调研车用动力电池梯次利用和回收利用企业现状,对比分析企业相关技术与标准的符合性,掌握已发布标准条款的贯彻实施效果,收集和分析有待完善或修改的内容,为已发布标准的修订提供依据,为其他正在制定的相关标准提供参考意见。
(1)梯次利用企业调研
开展车用动力电池梯次利用企业的调研,对比分析不同梯次利用企业的梯次利用技术及产品现状,研究梯次利用技术标准的符合性。
(2)再生利用企业调研
开展车用动力电池再生利用企业的调研,对比分析不同再生利用企业的再生利用技术、技术安全和环保状况,研究材料再生利用技术标准的符合性。
(3)标准符合性研究
以已发布的车用动力电池回收利用相关标准为研究对象,开展标准实施效果评估,并根据电池回收产业发展面临的问题,提出回收利用标准需改进提高的建议。
三、研究成果
1、我国车用动力电池回收利用情况调研
目前,由于车用动力电池退役潮的来临、政策层面频频为动力电池回收助力等多方因素影响,国内兴起大批动力电池梯次利用和再生利用的企业。为了确保制定的车用动力电池回收利用标准符合政策导向、满足市场需求,以工信部第一批认定的5家电池回收白名单企业为案例,对动力电池梯次利用和再生利用企业的技术水平及技术路线等方面进行调查研究,详细对比分析回收利用企业技术安全、环境影响和市场流向的差异。
通过对调研内容进行分析研究,凝练出《企业调查研究报告》,以此探索适用于市场领域并具经济价值的梯次利用和材料回收再生利用,并得出以下结论:
① 目前,各企业、高校和研究机构都在积极探索梯次利用和材料再生利用路线,两种路线都存在技术难点,主流利用路线为先提倡进行梯次利用,然后再进行材料再生利用。
② 虽然动力电池回收利用体系建设取得了一定进展,但由于回收利用产业化技术不成熟、回收网络不完善、管理措施不健全、支持政策不到位、商业模式创新匮乏等原因,导致我国动力电池回收利用效率低、不经济,安全隐患和环境风险爆发可能性较大,尚不能满足大批量动力电池回收利用的需求。
③ 为落实汽车强国战略,加快汽车产业转型升级和实现新能源汽车产业可持续发展,我国有必要从战略高度布局动力电池回收利用体系,保障大批量动力电池安全、有效的利用。
2、动力电池回收标准及符合性分析
(1)动力电池回收利用标准体系
2016年10月25日,工信部办公厅印发了《锂离子电池综合标准化技术体系》(工信厅科〔2016〕155号)的通知,该技术体系将锂离子电池产业链分为电池材料、电池制造和回收利用等三个部分,其产业链结构如图1所示。
图1 锂离子电池产业链结构
同时,国内陆续制定并发布了多项动力电池回收相关标准,标准涉及废旧动力电池回收的基础通用、工艺技术、回收方法、再生利用、梯次利用等各个方面,标准清单如表1所示。
表1 国内动力电池回收相关标准清单(截止到2019年12月31日)
序号 | 类别 | 标准名称 | 发布号/立项号 | 状态 |
1 | 术语 | 废弃电池化学品处理处置术语 | GB/T 34695—2017 | 发布 |
2 | 分类 | 废电池分类 | SB/T 10901—2012 | 发布 |
3 | 废电池分类与代码 | GB/T 36576—2018 | 发布 | |
4 | 回收 | 废蓄电池回收管理规范 | WB/T 1061—2016 | 发布 |
5 | 废旧动力蓄电池回收服务规范 | 303-2019-001 | 立项 | |
6 | 电动汽车动力蓄电池回收利用规范 | DB31/T 1053—2017 | 发布 | |
7 | 废旧动力蓄电池综合利用企业生产通用要求 | T/ATCRR 01—2018 | 发布 | |
8 | 废旧电池回收处理场地要求 | DB44/T 1369—2014 | 发布 | |
9 | 小型二次电池制造过程废料回收处理要求 | DB44/T 1370—2014 | 发布 | |
10 | 电动汽车用动力蓄电池回收利用技术条件 | DB44/T 1371—2014 | 发布 | |
11 | 电动汽车动力蓄电池回收利用规范 | DB31/T 1053—2017 | 发布 | |
12 | 储运 | 电池废料贮运规范 | GB/T 26493—2011 | 发布 |
13 | 车用动力电池回收利用 包装运输规范 | 20150678-T-339 | 立项 | |
14 | 废旧动力蓄电池物流箱技术要求 | 303-2017-008 | 立项 | |
15 | 梯次利用 | 车用动力电池回收利用 拆卸要求 | 20150670-T-339 | 立项 |
16 | 车用动力电池回收利用 余能检测 | GB/T 34015—2017 | 发布 | |
17 | 车用动力电池回收利用 梯次利用要求 | 20150671-T-339 | 立项 | |
18 | 车用动力电池回收利用 梯次利用产品标识 | 20191068-T-339 | 立项 | |
19 | 车用动力电池回收利用低速动力车梯次利用要求 | DB34/T 3437—2019 | 发布 | |
20 | 梯次利用锂离子蓄电池 检验方法 | T/ATCRR 06—2019 | 发布 | |
21 | 梯次利用锂离子电池 储能用蓄电池 | T/ATCRR 07—2019 | 发布 | |
22 | 梯次利用锂离子电池 低速电动车用蓄电池 | T/ATCRR 08—2019 | 发布 | |
23 | 梯次利用锂离子电池 电动自行车用蓄电池 | T/ATCRR 09—2019 | 发布 | |
24 | 高寒地区蓄电池梯次利用技术条件 | T/GHDQ 15—2018 | 发布 | |
25 | 通信用48V磷酸铁锂梯次电池组技术要求和检验方法 | T/CAICI 01—2018 | 发布 | |
26 | 通信用梯次电池管理系统(BMS)要求 | T/CAICI 02—2018 | 发布 | |
27 | 通信行业梯次利用锂离子动力电池经营企业管理规范 | T/CAICI 03—2018 | 发布 | |
28 | 再生利用 | 车用动力电池回收利用 拆解规范 | GB/T 33598—2017 | 发布 |
29 | 车用动力电池回收利用 放电规范 | 20191067-T-339 | 立项 | |
30 | 车用动力电池回收利用 单体拆解技术规范 | 2018-1064T-QC | 立项 | |
31 | 车用动力电池回收利用 材料回收要求 | 20150677-T-339 | 立项 | |
32 | 废电池化学放电技术规范 | 2018-0274T-HG | 立项 | |
33 | 废电池回收热解技术规范 | 2018-0275T-HG | 立项 | |
34 | 电动汽车用锂离子蓄电池 单体拆解技术规范 | T/CSAE 116—2019 | 发布 | |
35 | 磷酸铁锂废旧电池湿法工艺回收利用的方法 | T/SPSTS 003—2018 | 发布 | |
36 | 锂离子电池负极材料回收技术规范-石墨类 | T/SPSTS 004—2018 | 发布 | |
37 | 废旧锂离子电池中锂的湿法回收技术规范 | T/ATCRR 02—2018 | 发布 | |
38 | 车用锂离子动力电池回收利用放电技术规范 | DB34/T 3077—2018 | 发布 | |
39 | 废旧电池破碎分选技术规范 | YS/T 1174—2017 | 发布 | |
40 | 废电池冷却液处理处置技术规范 | 2018-1866T-HG | 立项 | |
41 | 锂离子电池材料废弃物回收利用的处理方法 | GB/T 33059—2016 | 发布 | |
42 | 再生利用 | 废电池处理中废液的处理处置方法 | GB/T 33060—2016 | 发布 |
43 | 镍氢电池材料废弃物回收利用的处理方法 | GB/T 33062—2016 | 发布 | |
44 | 废电池中镍钴回收方法 | HG/T 5019-2016 | 发布 | |
45 | 废旧电池回收技术规范 | 20192396-T-469 | 立项 | |
46 | 电池废料的取样方法 | GB/T 29090—2012 | 发布 | |
47 | 废锂离子电池破碎分选集成设备 | 2018-077-T/CNIA | 立项 | |
48 | 分析测试 | 锂离子电池材料废弃物中镍含量的测定 | HG/T 5545—2019 | 发布 |
49 | 二次电池废料化学分析方法 第1部分:镍含量的测定 丁二酮肟重量法和火焰原子吸收光谱法 | YS/T 1342.1—2019 | 发布 | |
50 | 二次电池废料化学分析方法 第2部分:钴含量的测定 电位滴定法和火焰原子吸收光谱法 | YS/T 1342.2—2019 | 发布 | |
51 | 二次电池废料化学分析方法 第3部分:锰含量的测定 电位滴定法和火焰原子吸收光谱法 | YS/T 1342.3—2019 | 发布 | |
52 | 二次电池废料化学分析方法 第4部分:锂含量的测定 火焰原子吸收光谱法 | YS/T 1342.4—2019 | 发布 |
(2)动力电池回收利用标准符合性分析
通过对汽车生产企业、电池生产企业、梯次利用企业、再生利用企业按照表1的清单进行标准符合性情况分析,完成了《标准符合性研究报告》,同时根据研究成果发表省级以上学术论文2篇,总结出我国电池回收行业存在的问题,并提出以下建议:
① 鼓励多主体“综合利用企业+”共建共享回收网络模式,提高废旧动力电池回收效率和合规处置水平。
② 提高动力电池回收利用相关方安全环保管理水平。严格按照国家、行业相关标准,对废旧动力电池进行标准化管理,加强人员培训和相关方的信息交流,保障标准的有效执行。
③ 加强动力电池回收监管。遵循全生命周期管理原则,利用新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台对动力电池进行全流程信息管理,严禁废旧动力电池流入无资质企业。
④ 支持相关企业和机构进行标准研制工作,通过修订符合市场情况并考虑未来导向的先进性标准,同时根据标准适用级别有秩序的开展国家、行业和地方标准的制修订工作。
⑤ 我国现行的电池回收标准主要涉及回收工艺、回收技术和回收效率方面,现行标准对电池回收行业的技术创新有一定指引作用。根据目前的标准化工作成果,未来可围绕车用动力电池梯次利用、回收利用、管理规范等方面,开展污染治理、回收服务、运输及管理规范等多方面的标准制修订工作,健全和完善车用动力电池回收标准体系。
(注:本课题研究成果的信息来源截止至2019年12月31日)