[汽車之家 新聞] 1886年,真正意義上的現(xiàn)代汽車誕生。在這一年德國工程師卡爾·本茨在曼海姆制造出一輛裝有0.85馬力汽油機的三輪車,這輛采用內(nèi)燃汽油機動力的汽車被認(rèn)為是世界上真正的第一輛汽車。汽車的發(fā)明可以說改變了人類社會的進程,更是改寫了整個人類的出行理念。但是汽車同樣也為人類社會帶來了困擾,那就是尾氣排放問題。因此,采用相對清潔的電力來驅(qū)動的電動汽車近年來應(yīng)運而生。相信很多朋友都接觸或擁有電動汽車,它行駛起來沒有傳統(tǒng)燃油車的噪音,更不會排放尾氣,看起來確實非常環(huán)保。但是在這些背后,還有一個不能忽視的問題。
顧名思義,電動汽車是通過電力來驅(qū)動的,汽車需要的電力必須要有電池來儲存和提供。相信大家在中學(xué)化學(xué)中都學(xué)過電池的原理,普通的干電池被隨意丟棄或不正確的回收處理,就會產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)。而隨著電動汽車的數(shù)量越來越多,未來電動汽車電池到達(dá)壽命或出現(xiàn)故障的問題也會日益突出。這些電池如果不能夠妥善處理,所造成的污染將會比燃油車的尾氣更加嚴(yán)重。因此我們針對電動汽車電池回收的相關(guān)問題進行了調(diào)查。電動汽車上使用的電池都有什么種類?它們的危害是什么?現(xiàn)在的電動汽車廠家又是如何處理廢舊的電池呢?讓我們一起走進今天的《焦點:電池都去哪兒了?》
■ 關(guān)于電動汽車電池的那些事兒
★ 電動汽車的電池類型都有啥?
根據(jù)我們的調(diào)查和了解,目前電動汽車的電池主要采用鋰離子電池為核心的電池組。以鋰離子核心的組成來劃分的話,主要分為鐵鋰鋰電池和三元鋰電池等;而以電池的包裝形式來劃分的話,則主要分為方形鋁殼電池、軟包裝聚合物電池以及圓柱型電池。
『配圖僅作示意』
這三種電池可以說各有利弊,方型鋁殼電池具有壽命長、成組(多塊單體電池組成電池組)容易、可靠性較好、機械強度高等優(yōu)點,此外,方形鋁殼電池的梯次回收利用也比較容易實現(xiàn)。但是它的缺點是成本較高。目前國內(nèi)包括比亞迪和北汽新能源在內(nèi)的多家車企的電動車上,均采用的是方形鋁殼電池。
『配圖僅作示意』
其次是軟包裝聚合物電池,它具有安全性好、能量密度高、成本低等優(yōu)勢,但缺點是回收梯次利用的難度比較高。軟包裝聚合物電池是未來的電動汽車電池發(fā)展的一個方向。
『配圖僅作示意』
最后是圓柱型電池,它具有安全性高、能量密度高、回收再利用難度小等優(yōu)勢。但缺點是電池性能一致性較差,成組后系統(tǒng)管理的難度大。目前特斯拉主銷的MODEL S車型上使用的是圓柱形18650電池。
★ 電動車電池能“活多久”?
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T31484-2015中關(guān)于電動汽車電池標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命的規(guī)定:“經(jīng)過500次1C充放電循環(huán)后,放電容量需大于初始電池容量的90%或經(jīng)過1000次1C充放電循環(huán)后,放電容量需大于初始電池容量的80%即為合格標(biāo)準(zhǔn)(其中1C充放電循環(huán)的解釋為:一次完整充放電,即從容量100%釋放到0% ,然后再充滿,這就是1C充放電循環(huán)。)。”而關(guān)于電動汽車電池的使用壽命,國家還規(guī)定在使用8年/12萬公里后,電池容量不得低于初始容量80%的標(biāo)準(zhǔn)。
除了國家標(biāo)準(zhǔn)外,各電動汽車廠家也有著對于自家電池使用壽命的規(guī)定。目前各廠家都有一套專業(yè)的機制和設(shè)備來檢測電池的損耗程度,而各個廠家的標(biāo)準(zhǔn)基本基本都是:對于家庭電動汽車用戶來說,正常使用10年/20萬公里;公務(wù)用車使用6年/60萬公里后,電池容量不得低于80%的標(biāo)準(zhǔn)。相對來說,目前電動汽車廠家關(guān)于電池使用壽命的標(biāo)準(zhǔn)要略高于國家標(biāo)準(zhǔn)。
★ 如何判電動汽車電池的“死刑”?
前面我們已經(jīng)說了電動汽車電池的使用壽命標(biāo)準(zhǔn),而報廢標(biāo)準(zhǔn)也就是當(dāng)電池容量在使用了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的時間或里程后,初始容量低于80%即可視為報廢,應(yīng)當(dāng)予以更換。也就是說,當(dāng)電池容量低于初始值的80%,就可以讓它去“狗帶”了。
不過,在進入回收階段前,電池還是可以進行梯次利用的,也就是說這些不能被電動汽車?yán)^續(xù)使用的電池,并非完全失去了價值,理論上說,它們還可以按照電池容量的不同,而被利用在儲能或者相關(guān)的供電基站以及路燈、低速電動車身上,最后再進入回收體系。
★ 隨意廢棄電動汽車電池是“放棄治療”?
目前電動汽車使用的電池核心主要為鋰離子,如果不妥善處置或隨意廢棄,有可能造成鋰離子的泄露,從而會引發(fā)燃燒和爆炸風(fēng)險。另外,電池在燃燒后還會產(chǎn)生大量的氟化物,從而引發(fā)土壤或水源污染,進而危害到人類的健康。
“1個20克的手機電池可污染3個標(biāo)準(zhǔn)游泳池容積的水,若廢棄在土地上,可使1平方公里土地污染50年左右。試想,如果是幾噸重的電動汽車動力電池廢棄在自然環(huán)境中呢?大量重金屬及化學(xué)物質(zhì)進入大自然,將會對環(huán)境造成更大的污染!北京理工大學(xué)教授吳鋒曾公開表示。此外,有數(shù)據(jù)統(tǒng)計,到2020年,國內(nèi)新能源車?yán)塾嫯a(chǎn)銷量將達(dá)到500萬輛,而電動汽車電池累計報廢量將達(dá)到12萬-17萬噸的規(guī)模。
★ 所以我們不放棄治療,我們要回收!
按照不同的提取工藝分類,可將鋰離子電池的回收技術(shù)分為3大類:干法回收技術(shù)、濕法回收技術(shù)和生物回收技術(shù)。干法回收主要包括機械分選法和高溫?zé)峤夥?或稱高溫冶金法)。干法回收工藝流程較短,回收的針對性不強,是實現(xiàn)金屬分離回收的初步階段。主要是指不通過溶液等媒介,直接實現(xiàn)材料或有價金屬的回收方法。
濕法回收技術(shù)工藝比較復(fù)雜,但各有價金屬的回收效率較高,是目前處理廢舊鎳氫電池和鋰離子電池的主要技術(shù)。濕法回收技術(shù)是以各種酸堿性溶液作為轉(zhuǎn)移媒介,將金屬離子從電極材料中轉(zhuǎn)移到浸出液中,再通過離子交換、沉淀、吸附等手段,將金屬離子鹽化物、氧化物等形式從溶液中提取出來。
生物回收技術(shù)主要是利用微生物浸出,將電池中的有用成分轉(zhuǎn)化為可溶化合物并選擇性地溶解出來,得到含有效金屬的溶液,實現(xiàn)目標(biāo)成分與雜質(zhì)分離,最終回收鋰等有價金屬。
目前主流鋰電池回收工藝以濕法工藝和高溫?zé)峤鉃橹,其中又以濕法回收的效率最高,其效率最高可以達(dá)到80%-90%左右。而生物回收技術(shù)的研究剛剛起步,是未來鋰離子電池回收技術(shù)發(fā)展的理想方向。
好評理由:
差評理由: