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尽管动力电池回收的重要性已经成为业内共识,可动力电池的实际回收率却让人大跌眼镜。据统计,目前我国动力电池正规企业的回收率仅在10%左右。新能源汽车的繁荣主要体现在产业链前半段,受社会关注度高且享受国家补贴;产业链末端的动力电池回收业务,看起来很美,但要想顺利推进,仍有很多难题需要破解。
废旧动力电池拆解回收是指将回收到的废旧动力电池后过拆解提炼稀有金属的方式进行再次利用,是将废旧的动力电池进行资源化处理。目前市场上退役动力电池回收方式主要以拆解为主,一方面是因退役动力电池的梯次利用需要相关的技术积累和相关的实验验证,目前还很不成熟,仍在探索之中;另一方面是退役动力电池的数量还较少,梯次利用形成规模有一定难度。
电池模组可以理解为锂离子电芯经串并联方式组合,加装单体电池监控与管理装置后形成的电芯与pack的中间产品。其结构对电芯起到支撑、固定和保护作用。其基本组成包括:模组控制(常说的BMS从板),电池单体,导电连接件,塑料框架,冷板,冷却管道,两端的压板以及一套将这些构件组合到一起的紧固件。其中两端的压板除了起到聚拢单体电芯,提供一定压力的作用以外,往往还将模组在电池包中的固定结构设计在上面。
动力电池是新能源整车的动力来源。动力电池主要分为电池包、模组、电芯。作为新能源汽车当中核心的零部件和动力来源,电池包不仅自重大,且结构比较复杂,它由多个电芯模组构成,每个模组有几个到十几个不等的电芯组成。其中,模组之间、电芯之间以及管理电芯的电池管理系统(BMS)内部的电流传输和信号传输需要各种连接以及电流、温度的监控,而电池对外输电要有高压的连接器。因此电芯连接及模块连接、高低压接口、电流及温度监控的可靠性至关重要。
对于汽车动力电池,我们主要关注化学电池中的燃料电池和二次电池,也就是有两条技术路线。一条是以锂电池为主要研究方向的二次电池,目前发展迅速可谓“炙手可热”;另一条是一直被寄予厚望的以氢燃料为主要研究方向的燃料电池,但由于氢的来源问题还未实现大规模量产和工业化应用。
动力锂电池再利用的基础研究是电池再利用产业发展的关键,需要部门整合资源推进再回收示范工程实践。由于我国新能源汽车产业链条中各自为战的态势,车企、电池企业或者运营商主动牵头从事电池再利用的研究具有较大的难度,通过组织示范工程推进我国动力电池再利用的标准建立和应用实践尤为重要。此外,我国从奥运会、世博会以及各地早运营的示范项目的新能源汽车电池逐渐进入淘汰期,如何结合这些淘汰电池进行再利用应用实践也更为迫切。
动力锂电池再利用终端主要瞄准家庭储能、店铺、新能源分布式发电、防灾据点以及通讯基站应用等领域。储能领域应用对能量密度的要求不高,但是对循环寿命和价格要求相对较为苛刻,考虑电池回收、转换及运输等多重成本,车用废旧电池实际的回收价值将不到新电池成本的10%,在价格上可以满足储能的要求,但是循环寿命的验证还需要在电池设计时予以考虑,在储能利用环节的寿命要求。
动力锂电池再利用是指介于新能源汽车和动力锂电池资源化的中间环节,通过对汽车使用后的动力电池进行拆解、检测和分类后的二次使用,实现动力电池梯级,从而实现动力电池30-60%的成本降低目的。一般来说,新能源汽车对动力锂电池报废的标准是电池容量低于80%,如果剩余容量还在70-80%电池直接进行资源化回收是的浪费,做好动力锂电池再利用对电池成本的降低尤为重要。
新能源汽车主要由电池驱动系统、电机系统和电控系统及组装等部分组成。其中电机、电控及组装和传统汽车基本相同,差价的原因在于电池驱动系统。从新能源汽车的成本构成看,电池驱动系统占据了新能源汽车成本的30-45%,而动力锂电池又占据电池驱动系统约75-85%的成本构成。