摘 要:純電動車在節約能源、保護環境方面有著較大優勢,但動力電池一直難以突破瓶頸,使得新能源汽車動力電池回收成為了需要著重關注的熱門話題。由于新能源汽車動力對電池的要求較高,廠商也不得不使用高比能量、高比功率、具有快速充電和放電功能的電池,此類電池壽命長、可循環利用,因此需要對電池進行回收處理。在此背景下,分析目前新能源汽車動力電池回收過程對環境的影響,得出廠商在回收處理新能源汽車動力電池過程中對環境產生的影響可以不計,且能夠有效降低新能源汽車的生產成本。鑒于此,本文從個人、企業和國家三個層面分析了新能源汽車動力電池回收,并提出了可供參考的詳細意見,希望新能源汽車行業能夠取得更好地發展。
關鍵詞:新能源汽車 電池回收 回收渠道 行業規范
1 引言
目前,新能源汽車的投入和使用已經超過了十年,該行業不斷發展和革新,也在各方面取得了較好的成績。但不可否認的是,新能源汽車動力電池回收問題、新能源汽車配套設施問題等仍然未得到妥善處理,需要廠商結合新時代人民群眾對出行和使用汽車的新要求積極改進。據研究,電池普遍的使用壽命是6-10年, 新能源汽車動力電池回收問題看似遙遠,但實際上已經迎來了高峰期,更需要廠商的妥善解決和處理,才能夠保障前端市場的穩定輸出,同時為新能源汽車的生產和經濟成本提供支持。
2 電池分類
新能源汽車所使用的充電電池與普通電池存在根本性的區別,除了使用的端電壓不同外,還有兩個十分明顯的區別。首先是充電電池內阻要遠遠低于普通電池,如用數字萬用表測量一節5號電池的短路電流,一般都在3A以下,而5號的充電電池短路電流普遍在4A以上。這樣一來,我們便可以有效判斷出普通電池與充電電池,同時對充電電池的種類有更多了解。其次是充電電池與普通電池的放電特性不同,尤其在終止充電時更具有顯著差異。普通電池在放電過程中,端電壓會隨著放電量增加而降低,但充電電池在放電過程中,端電壓幾乎處于平穩狀態,只在放電終止時出現端電壓降低。此處值得注意的是,一旦充電電池放電后電壓降至1.0A以下,很容易損害電池,并在長期積累下影響電池的使用壽命。
就目前新能源汽車的動力電池使用情況來看,一般使用鎳鎘電池、鎳氫電池、鉛酸電池和鋰離子電池。
2.1 鉛酸電池
此類電池出現的時間較早,也被稱為汽車蓄電池。其中,普通的鉛酸電池使用不便,還會對環境造成較大危害;而另一種閥拉式密封鉛酸電池就能夠有效緩解生態矛盾,正常循環使用壽命也在1000-1200次。
2.2 鎳鎘電池
此類電池出現的時間更早,目前是普遍使用的充電電池,如隨身聽、小風扇等。相關電池的標稱電壓為1.25V,正常循環充電次數也在500次以上。但此類電池需要使用規范,否則將會嚴重影響使用壽命。值得注意的是,鎳鎘電池存在“記憶效應”,放電時長不足時會出現自動記憶,而下次充電也會出現與電池放電完畢的相同特征。這樣一來大大降低了電池容量,也會嚴重影響電池的使用時長和便利程度。因此在鎳鎘電池的使用過程中,我們要保證充電時長足夠,使其在放電完畢后再充電,當然也要避免反復對電池充電的情況。目前市售的相關產品中,許多鎳鎘電池充滿需要15個小時以上,且不具備放電功能,這樣一來就對電池的使用和使用壽命造成了巨大威脅,有待充電電池使用標準進一步規范。鎳鎘電池的記憶效應也是可以消除的,通過充電器的預處理能夠實現完全放電,進而再對電池進行有效充電,這樣就能夠避免記憶效應,并延長鎳鎘電池的使用壽命。
2.3 鎳氫電池
此類電池出現的時間較晚,但各項性能與鎳鎘電池相似,能量密度也要更高。一節五號鎳氫電池容量在1 000mah到1 300mah之間,且不存在鎳鎘電池具有的記憶效應,相對來說使用負擔較小,但制造和使用成本更高。
第四,鋰離子電池。此類電池出現的時間也較晚,與鎳氫電池有著相同的能量密度高特性,因此造價和成本也相對較高,只有在部分高檔電子產品中才會使用。其需要正確的充電方式維護電池使用壽命,因此也需要出臺對應規范,保證大眾能夠更好地使用鋰離子電池。
3 新能源汽車動力電池的回收現狀
3.1 廠商回收電池的積極性不高
目前,真正購買和使用新能源汽車的人數較少,新能源汽車行業也處于初期探索階段,因此動力電池的報廢和更換量都不大,且人員相對分散。但隨著新能源汽車產業的進一步擴大,相關動力電池回收一定會出現高峰期,那么市場和廠商就要做好準備。縱觀當前動力電池回收市場,首先是開展相關業務的企業不多,即使開展了此項業務規模也不夠大,新能源汽車動力電池回收還較難實現盈利。其次是不同廠家生產的電池種類、尺寸、規格等存在差異,沒有形成標準化的生產和保障規格,更難實現統一回收。對于不同種類的電池,如何實現有效分類和利用也是一項關鍵難題,值得相關廠商進一步探索和研究。
3.2 動力電池回收技術難度較大
目前,新能源汽車行業還處于初期探索階段,許多技術性的問題也還處于研發過程中。也就是說,初始動力電池一定存在較大報廢率,對于它們的回收和統一處理成為了現階段要解決的重要難題。首先是對新能源汽車動力電池進行拆解至關重要,但由于充電電池制作精良、硬度較大,拆解過程中也容易受高溫、高壓等因素的影響產生爆炸,想要通過拆解實現動力電池的再利用并不現實。其次是對新技術的研發和投入使用存在困難,目前已經有高校教授將動力電池進行熔煉和溶解,但距離大規模的使用還存在一段距離。相關技術較為復雜,二次環境污染的風險也很大,因此真正投入使用并規模化發展還需要繼續研究和實踐。
3.3 動力電池回收政策、制度未落實
目前,國家已經出臺了政策鼓勵電池的階梯利用與回收,防止報廢電池污染環境。如上海市就曾出臺政策,指明車企回收動力電池政府將補助1000元/套。隨后不同地區也出臺了不同政策,但都用于鼓勵廠商和個人積極回收動力電池。但不可否認的是,相關政策還不夠完整和細節,對電池的統一規格、對回收體系的優化、對回收電池的分類處理等,都需要建構在現有技術體系基礎上,我們還需要對電池回收行業的轉入規范進行標準化,同時加強相關監管力度保證廢電池有序、有條不紊地回收和再利用。只有在制度上落實了行業標準,才能夠使行業較好地運行和發展,并解決新能源汽車在使用過程中的不便利問題,支撐新能源汽車行業的快速進步與發展。
4 新能源汽車動力電池回收面臨的問題
4.1 車主想要回收電池但沒有可行渠道
據數據統計總結,一般新能源汽車車主都想要通過正規渠道回收廢電池,同時通過官方渠道購買和檢修電池,相關人數更是達到了調查總樣本的37.14%。在此基礎上,還存在較大部分車主想要更換電池但苦于沒有可行渠道,雖有意向回收處理廢舊電池但不知方法和途徑,相關人數占到總樣本的26.34%。以此我們可以發現新能源汽車動力電池的回收很有市場,官方開展電池回收業務能夠有效解決新能源汽車車主的實際問題,同時增強品牌可靠性和影響力。此外,相關廠商也可以通過開設官方回收點的方式,保證即使用戶分散也能夠有效回收動力電池。
4.2 回收點位分散需耗費大量運輸成本
在動力電池回收領域,第二大難題就是運輸成本,如何便利萬家又節省經濟成本是新能源廠商要考慮的重要問題。目前,已經有邦普、格林美、比亞迪等品牌相繼涉足電池回收領域,建構起了動力電池回收體系。但由于不同地區、政策等原因,許多車主仍然會選擇去汽車品牌4S店更換電池,但實際上這些店鋪并不具備電池檢修能力,更無法對報廢電池進行妥善處理。解決這些矛盾是新能源汽車廠商面臨的工作難點,如何在全國范圍內實現動力電池回收、降低電池回收和處理的經濟成本、加強車主對動力電池回收的認知等,都需要進一步探索和實踐。筆者認為,由企業牽頭建構動力電池回收體系不是一蹴而就的,還需要產業的規模化發展、政策和宣傳力度的配合,才有可能真正實現動力電池回收產業的規模化發展。
4.3 新能源汽車動力電池回收缺乏規范
早在2018年,政府就提出了要處理動力電池回收問題,國家現已經推行了動力電池回收利用拆解規范與技術政策,并在補貼方面給予了支持和幫助。目前的市場上,比亞迪這類有能力、有知名度的車企正在根據行業規范回收和處理電池,也希望有越來越多汽車品牌能夠積極參與到動力電池回收和再利用產業當中來。對于缺乏技術、缺乏規模的企業來說,其也應當正視自身無法全力構建動力電池回收體系的事實,積極與大企業、大品牌合作,或革新技術和生產技術,為新能源汽車動力電池回收體系和規范作出貢獻。
5 解決新新能源汽車動力電池回收問題的創新策略
5.1 加大對新能源汽車動力電池回收的宣傳力度
加大對新能源汽車動力電池回收的宣傳力度十分必要,鼓勵車主通過官方或正確渠道更換、維修動力電池,監督和了解電池回收的后續。同時,相關廠商也要積極配合群眾科普行業信息,或建設有效的溝通和交流通道開設消費者熱線,為新能源汽車車主提供更多便利。對于政府方面,不僅要鼓勵人民群眾綠色出行,還要加強對新能源汽車動力電池回收的宣傳,使人人支持綠色經濟、發展綠色經濟,宣傳環境友好型的消費需求,使得環環相扣的市場形成正向、高效循環機制。
5.2 從源頭處做好技術攻堅進一步拓展市場份額
從源頭處做好技術處理攻堅十分重要,諸多新能源汽車相關企業應當積極參與到動力電池的回收處理過程中,承擔起自身的責任,為動力電池的回收和利用創造更大空間。一線廠商要建設完備的動力電池回收流程,同時建設完整的專業人才體系,支持動力電池回收經濟發展,并通過技術和人才的支持加快動力電池回收和利用再生效益。目前,新能源汽車電池回收經濟前景十分可觀,攻破了技術難題更有利于擴大市場份額,并加強企業的可信度和影響力。在此基礎上,一線廠商還應當著力解決電池管理系統不夠智能化、現代化的問題,用技術革新實現算法精準、系統智能,同時加大對動力電池回收體系的建設力度,用技術創造出更完備的新能源汽車發展體系,更好地迎接電池回收高峰期。
5.3 統一新能源汽車動力電池回收行業標準規范
筆者認為,一線廠商應當與回收企業、環保企業進行合作,保證動力電池回收產業鏈的流通,同時獲得更多技術、資源方面的支持共同發展動力電池回收產業。由于小型車企無法獨立承擔動力電池回收業務,那么他們也可以與大型廠商、回收企業進行深度合作,為動力電池的回收體系建設和發展做出貢獻。全行業的統一和制定標準,引導生產標準化動力電池,也便于后續的回收和再利用。在電池全生命周期追溯系統上建設科學的新能源電池回收系統,同時統一電池、動力系統、車架追溯系統,能夠切實構建其動力電池回收網絡,再通過網點實現精準化管理和電池回收。這樣一來行業標準便能夠由上而下的發揮作用,擴大新能源汽車規模效應,降低動力電池的回收和再利用成本。
5.4 力求獲得政府方面的支持共享綠色經濟成果
政府結合市場與企業的實際需求,出臺針對性的綠色經濟共享政策,不僅能夠實現綠色經濟生態化發展,還能夠刺激消費、便利大眾,為區域發展提供源源不斷地動力。由此可見,扶持新能源汽車及其相關產業對于政府來說能夠實現雙贏,那么地區政府就應當積極出臺政策文件輔助相關產業發展與革新。首先是解決動力電池回收的場地和運輸問題,為相關廠商提供便利能夠有效增強他們拓展新業務的積極性,進而造福廣發人民群眾,為他們使用新能源汽車帶來更多便利。其次是為一線廠商提供各項審批綠色通道,讓他們在動力電池回收的高峰期到來之前快速建立起回收和利用體系,為更多車主能夠通過官方和正確渠道回收動力電池奠定基礎。
6 結語
總而言之,新能源汽車是汽車行業的發展趨勢,動力電池回收也不可避免要進入高峰階段,只有妥善地處理好舊電池,并充分發揮出它們的實際效用,才能夠推動新能源汽車產業邁上新的臺階。對此,個人、企業與國家應當站在一條水平線上,由國家出臺政策管控新能源汽車動力電池的回收與銷售,同時廠商加大研發力度,盡快研發出具有普適性的回收工藝,再加上個人積極回收電池,并通過正確渠道實現動力電池流通。以此能夠形成全社會協作的新能源汽車動力電池回收體系,有條不紊地實現對新能源汽車廢電池的回收和再利用。
項目基金:本文系2022年度廣西高校中青年教師科研基礎能力提升項目“綠色發展背景下新能源汽車動力蓄電池回收模式探索與研究”(2022KY1089)研究成果。
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