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探索动力电池低成本梯次利用模式 打造绿色储能产业

导读: 动力电池是否具有回收的价值,首先要把经济账算通,要提前对电池多级利用的效益进行评估。因为实际应用中,许多材料的回收价值比较低,特别是轻量化技术的实施,导致许多企业的电池箱材料采用非金属材质,其价值就更低。

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不久前在京召开的“储能国际峰会暨展览会2018(ESIE)”上,中国北方车辆研究所、国家863动力电池测试中心主任王子冬做了《如何将储能产业打造成环境友好型产业》的主题演讲。

王子冬指出,我国是一个能源进口大国,有超过60%的一次能源依赖进口,能源战略安全具有极大风险。而目前我国的发电结构并不合理,火电比重过大,“改善发电结构,积极发展新能源和清洁绿色能源发电,无疑是当务之急。”电化学储能具有响应快、配置灵活、控制精准、环境相对友好等特点,被认为是新能源发电的“最佳拍档”。

王子冬称,可以预见,未来一段时间储能市场电池的主流类型为方形硬壳和方形软包装100Ah以上的大容量电池。磷酸铁锂配硅碳负极被业内认为将是未来一段时期主流的材料体系,产品采用扁卷和叠片的工艺,具有安全性、长寿命、低成本的特征。

就目前技术来讲,锂离子电池是比较理想的储能方式,它相对于铅酸蓄电池等储能技术具有鲜明优势。但是,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、有机溶剂和电池循环过程产生的副产物,都会对环境造成污染。尽快解决电池回收利用问题,已经成为全社会迫在眉睫的重大任务。

国内对电池梯次利用这一概念早已接受,尽管目前还未形成完整的应用模式,但其应用前景仍然被寄予厚望。王子冬认为,要通过对锂离子动力电池系统全生命周期的梯次利用,来突破锂电池废旧材料回收的关键技术,并建立多级封闭的动力电池系统核心部件及关键材料循环再利用体系和循环经济模式。

动力电池循环经济的目标是实现动力电池的低成本梯次利用,拉长应用链,实现无能耗、环保化的材料分解和分类,做到无害化回收处理和材料再生。动力电池多级利用和回收至关重要,王子冬指出,“不仅仅是为了环保,再利用可盈利的商业模式,将会影响全世界动力电池的标准、性能、结构、生产工艺、材料体系。”

王子冬指出,动力电池是否具有回收的价值,首先要把经济账算通,要提前对电池多级利用的效益进行评估。因为实际应用中,许多材料的回收价值比较低,特别是轻量化技术的实施,导致许多企业的电池箱材料采用非金属材质,其价值就更低。对于磷酸铁锂等电池,其正极材料回收价值不大,按照传统回收工艺肯定会赔钱。王子冬表示,“经济账”算通之后,才能考虑下一步的工艺问题。

王子冬认为,动力电池低成本梯次利用困难重重,问题主要出在电池产品结构和生产工艺上。有些企业为了提高电池组工作的可靠性,采用激光焊接等方法,大大增加了电池梯次利用的难度。此外,由于不同车型有不同的电池pack设计,动力电池在退役后,很难用一整套流水线进行拆解,造成拆解费时费力。他表示,即便是全球电动汽车领域的领军者特斯拉,其动力电池系统同样难以拆解。

王子冬强调,为了实现在储能领域的低成本梯次利用,动力电池的一体化设计非常重要。在设计时,要贯彻“电池结构要方便重复连接,便于系统调整和维护,可以实现热插拔”这一理念,同时,还需要明确:动力电池的非粉碎方式的物理分解效率,要远远高于制作效率。所以采用非粉碎方式分解是较经济的方法,而目前社会上绝大部分回收企业采用的都是粉碎性的方式,这无疑增加了回收成本。

他指出,成本和盈利问题是电池回收的主要障碍,回收工艺成本高、回收价值低,使很多企业和资本望而却步。所以,“一定要开发出低能耗、环保的材料分解方法。”王子冬强调。

到底该如何真正解决动力电池回收再利用的经济性难题?王子冬认为“通过建立高效可靠的锂离子动力电池系统多级利用和回收循环系统,合理分摊锂离子电池在全寿命周期的使用成本,使其在全寿命周期内,直接降低锂离子动力电池系统在电动汽车行业的应用成本,这是目前看来最合适有效的方案。”

作者:金东(实习编辑)

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