01
动力电池第二春
汽车电动化的速度超乎想象，而寿命大概在6年左右的动力电池又该何去何从？据机构预测，到2040年，全球三分之二的载人汽车将会是电动车，与这个惊人数据相对应的，是动力电池一路走高的报废量。
仅以我国为例，从2014年开始，新能源车的交付量就在不断攀升，截至今年6月底，全国新能源汽车保有量达2472万辆，其中，纯电动汽车保有量1813.4万辆，占新能源汽车总量的七成以上。
这意味着动力电池批量退役的压力早已经落下。从2015年到2023年，我国全年动力电池装机量从16GWh增长至387.7GWh，年复合增长率超50%，甚至在2021年，我国就已经迎来了第一批动力电池退役高潮。
而在电动车起步缓慢的海外市场，一样要面对终将到来的动力电池退役潮，只不过它们目前还只能看见“潮头”，离巨量的长尾还有距离。
退役的电池自然不会埋进土里，体积巨大的动力电池包含着大量重金属、电解质、溶剂及各类有机物辅料，集多种毒性很强的污染物于一身，如果当普通垃圾随意填埋，那就完全和清洁环保的初衷相违背。所以退役的动力电池的命运，要么“再就业”被梯次利用，要么就是拆解回收。
“梯次利用”就是把动力电池整包，或者还能用的、比较优质的电芯拿出来，用到储能或对续航要求没那么高的两轮电动车领域。
一般来说，当动力电池的容量衰减至额定容量的70%以下时，就不再适用于电动汽车续航，但这个时候的动力电池性能仍然可以满足很多设备的能源需要，当其容量下降至20%后才需要强制报废了。但梯次利用过程其实并不成熟，还容易带来灰黑产风险。
“拆解回收”其实就是为了动力电池里的稀有元素，这也是最直接的获利方式。
比如动力电池主要技术路线之一的三元锂电池，它的循环寿命大概是800次，也就是说电池可以完整地充放电800次，在这800次循环之后，电池的容量一般会下降到80%以下。这种循环寿命就不合适拿来梯次利用了，反倒是内含的大量锂、钴、镍等高价金属更有吸引力。
要知道每辆电动车大概会消耗200公斤的稀有金属，这些材料如果回收的好，对于动力电池的再生产同样有降本之效。不用说前几年疯涨过一波的锂，就说另一个十分稀有的钴金属，它地壳含量低，分布却大多集中于非洲，开采产能并不稳定，一有战乱就涨价，一涨价整条供应链都要叫苦——所以业内人士一般尊其为“钴奶奶”。
在拆解回收这条路上，恐怕没有哪个国家比中国更熟悉和擅长，但随着各国电动车的普及，这门生意的价值也被更多人所看重。
02
产能强则回收强
由于我国是动力电池目前最大的生产国，在伴生的电池回收利用环节同样是佼佼者，甚至把邻国的退役电池也都囊括在内。
据日本媒体报道，目前日本每年约有2万辆电动车的动力电池到达退役标准，其中8成的二手电动车被出口到了海外，与之相随的动力电池以及其所含有稀有金属则大部分流向了中国。
其实在过去很长的一段时间里，日本公司在锂电池领域凭借着先发优势和技术积累，长期占据着世界锂电池市场份额的首位，只不过其本国既没有动力电池所需的稀有金属原材料，也没有加工稀有金属的中间材料，且电动化起步犹豫又缓慢，动力电池回收和再利用的法律制度建设至今没有也没个雏形，自然难与中国市场比拼。
相比之下，我国虽然稀有金属产量不高，但锂的加工和提炼领域，中国能占到世界的65%；钴的加工和提炼方面，中国能占到76%；在石墨的开采方面占70%，在加工和提炼方面占100%……另外，根据市场调研机构Statista统计，截至2023年12月，中国在电池回收能力方面领先全球，回收能力超过50万吨。
不过，近两年，缺锂少钴的日本已经在着手，要将退役动力电池留在本国，打算用技术的手段解决缺少原材料的困境。
03
想分蛋糕要准备什么？
日本经济产业省预计，到2030年，日本国内锂离子电池产能将达到每年150GWh，而目前约为20GWh。为了实现这一目标，日本需要确保大量的锂、镍、石墨、钴和锰等电池材料的供应。既然没有，又不想依赖他国，自然要在回收上做文章，其最近的目标是要在2030年实现锂回收率70%、镍和钴回收率95%。
光从技术上来说，要完成这个目标并不简单。在对一块三元锂电池拆解后，通常要先进行预处理，第一步就是放电，毕竟旧电池还是有些电荷存在的，大多是把电池泡在氯化钠等盐溶液中；之后，会对电池进行破碎和筛分，同时辅以惰性气体或低温保护，避免事故发生；然后就是提取金属了。
以价值比较高的正极材料为例，有火法冶金和湿法冶金两大工艺路线。“火法冶金”就是通过煅烧的方式把金属还原出来，学术点讲，是通过高温焚烧去除电极材料中的有机粘结剂，同时使其中的金属及其化合物发生氧化还原反应，以冷凝的形式回收低沸点的金属及其化合物。这一工艺路线的缺点在于能耗大、纯度低。
而“湿法冶金”是对电池材料进行溶解，把固相转换为液相，将金属离子从电极材料中转移到浸出液中，再通过离子交换、沉淀、吸附等手段，将金属离子以盐、氧化物等形式从溶液中提取出来。这是目前的主流工艺路线。
当然，每家企业擅长的工艺技术都不尽相同，所以也是科研发挥的重点。日本目前最大的火力发电企业JERA（捷热）选择的就是火法冶金路线，只不过会在还原过程中施加高压电产生冲击波，据称能把稀有金属的回收率从6成提升到9成。
日本目前的电池回收链条主要由电池企业主导
不过，且不说JERA还没在日本建成回收工厂，这一工艺技术尚未大规模推广应用；就算工厂建成落地，电池回收链条能否打通还是个问题。
我国目前废旧电池主要有三大来源，即4S店维修更换、报废汽车和电池企业残次品。回收利用企业对4S店和报废厂两大渠道都没有掌控能力。在日本也是一样，JERA这样的传统电力企业，想参与其中，必须要与电池企业或者其他市场参与主体合作，才能“有米下锅”，光有技术没有产业链支持可不行。
邮发代号：77-19
单价：8元，年价：408元
编辑｜张毅
审核｜吴新
爆料联系：cpcfan1874（微信）
壹零社：用图文、视频记录科技互联网新鲜事、电商生活、云计算、ICT领域、消费电子，商业故事。《中国知网》每周全文收录；中国科技报刊100强；2021年微博百万粉丝俱乐部成员；2022年抖音优质科技内容创作者
热门跟贴