【第一電動網】（特約作者 李浩晨）根據12月14日工信部公布的11月汽車產量數據顯示，11月新能源汽車生產7.23萬輛，同比增長6倍。2015年1-11月，新能源汽車累計生產27.92萬輛，同比增長4倍。而2012年、2013年、2014年新能源汽車分別生產12522、17533和78499輛。雖然現在新能源汽車還未進入大規模報廢階段，但這幾年新能源汽車數量的快速增加，可以預見到未來一段時間內新能源汽車動力電池回收問題將會成為重要的關注點。

根據網上公開信息可以查詢到，北京有2000輛新能源車動力電池已經過了五年質保期，與此同時保有量已接近15萬輛。深圳沃特瑪公司生產新能源車動力電池時間較早，目前深圳全市已有2000輛配備沃特瑪動力電池的新能源車超出新能源車動力電池的五年質保年限。另外從最近幾個月在杭州、廈門、上海、深圳發生多起電動、混動公交起火事件中可以注意到，杭州起火車輛是自2008年開始投運的混合動力公交車，這批車輛已經接近營運車輛使用8年后強制報廢，而其核心零部件則更早過了質保期。廈門起火公交車上的動力電池也已超過質保期，且沒有續保。幾年之后，企業將不得不面臨大規模新能源汽車動力電池的回收與再利用這個不可忽視的問題。

為解決在新能源汽車發展過程中出現的動力電池回收問題，新能源車動力電池回收國家標準或將于2016年初出臺。早在2003年發布的《廢電池污染防治技術政策》中就明確規定，充電電池和扣式電池的制造商、進口商和使用充電電池或扣式電池產品的制造商等應當承擔回收廢充電電池和廢扣式電池的責任。在2012年出臺的《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020 年)》要求制定動力電池回收利用管理辦法，建立動力電池梯級利用和回收管理體系，明確各相關方的責任、權利和義務。引導動力電池生產企業加強對廢舊電池的回收利用，鼓勵發展專業化的電池回收利用企業。嚴格設定動力電池回收利用企業的準入條件，明確動力電池收集、存儲、運輸、處理、再生利用及最終處置等各環節的技術標準和管理要求。加強監管，督促相關企業提高技術水平，嚴格落實各項環保規定，嚴防重金屬污染。

于今年9月國家發改委聯合工信部發布的《關于電動汽車動力蓄電池回收利用技術政策(2015 版)》(征求意見稿)(以下簡稱《征求意見稿》)，要求動力蓄電池回收利用應當在技術可行、經濟合理、保障安全和有利于節約資源、保護環境的前提下，按照減少資源消耗和廢物產生的原則實施。落實生產者責任延伸制度，電動汽車生產企業應承擔電動汽車廢舊動力蓄電池回收利用的主要責任，動力蓄電池生產企業應承擔電動汽車生產企業售后服務體系之外的廢舊動力蓄電池回收利用的主要責任，梯級利用電池生產企業應承擔梯級利用電池回收利用的主要責任，報廢汽車回收拆解企業應負責回收報廢汽車上的動力蓄電池。《征求意見稿》還提出拆解要求、熱解要求、破碎分選要求、冶煉要求等。

根據中國汽車技術研究中心的預計，2015年動力電池累計報廢量約在2至4萬噸左右。到2020年前后，我國僅純電動(含插電式)乘用車和混合動力乘用車動力電池累計報廢量將達到12至17萬噸的規模。然而我國電池的回收率卻不足2%，大量廢棄的電池造成了資源能源浪費和環境污染。

動力電池的回收技術及工藝

1.鋰離子動力電池的組成

一種典型的鋰離子電池結構

鋰電池主要是由正極材料、負極材料、電解質和隔膜等幾部分組成。正極通常用粘合劑聚偏氟乙烯(PVDF)將正極材料固定在電極上制得。負極一般采用石墨結構的碳素材料，如碳/石墨插入材料，由碳素材料、乙炔黑、粘合劑按一定比例混合涂覆在銅箔上制得。隔膜主要由聚丙烯、聚乙烯微孔薄膜或二者雙層組成，其厚度在10 μm左右。電解液主要是含鋰鹽的有機溶劑，其中鋰鹽通常是LiPF6，也會用LiClO4 或LiBF4。有機溶劑通常為碳酸酯類(碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等)。外殼為不銹鋼、鍍鎳鋼或鋁殼等。這些物質的存在會使得隨意丟棄廢舊電池造成水污染，危及水生物的生存和水資源的利用。廢酸與廢堿等電解質溶液則會使土壤酸化或堿化。廢舊電池中化學物質對環境和人體健康危害途徑如圖所示，各主要組成部分對環境和人類健康的影響如下表所示。

廢電池中化學物質對環境和人體健康危害途徑

各主要組成部分對環境和人類健康的影響

某些混合動力汽車中鋰離子電池的具體物質組成含量如下表所示。可以看到廢舊鋰離子動力電池含有大量的鋰、鎳、錳、鐵等元素。根據有關分析的結果，回收鋰離子電池可節約51.3%的自然資源，包括減少45.3%的礦石消耗和57.2%的化石能源。因此，如果能夠從大量的廢舊鋰離子電池中高效回收這些有價金屬，不僅具有較高的經濟價值，還能夠減少對環境的污染。

鋰離子電池的具體物質組成含量

2.動力電池的回收技術

下圖是已被國內外普遍認可和遵循的動力鋰電池使用回收流程，該流程結合循環經濟理論和產品生命周期分析(LCA)原理建立。根據USABC的相關評估標準，動力電池的使用壽命終了為實際容量下降到標稱容量80%以下。對該部分電池進行回收進行二次利用將會大大減輕對環境的污染。而廢舊不再擁有使用價值的動力電池則采取循環再造形式進行再制造。

動力電池使用回收流程

目前，國內外對廢舊鋰離子電池的回收過程是：首先徹底放電，然后對電池進行拆解分離出正極、負極、電解液和隔膜等各組成部分。再對電極材料進行堿浸出、酸浸出、除雜后進行萃取以實現有價金屬的富集。在回收過程中用到的方法主要分為按提取工藝可分為3大類：干法回收技術，濕法回收技術，生物回收技術。

各類回收技術

目前，應用生物浸出技術處理廢棄鋰離子電池的研究才剛剛起步，還有許多難題需要解決，如高效菌種的培養，周期過長，浸出條件的控制等。但其低成本、污染小、可重復利用的特點，是未來鋰離子電池回收技術發展的理想方向。

可以看到，廢舊動力鋰電池的這幾種回收工藝都有各自的優缺點。因此，有研究通過優化采用聯合回收工藝的方法，可以發揮各種基本工藝的優點，盡可能回收可再生資源和能量，提高回收的經濟效益。下圖為聯合工藝回收廢舊鋰離子電池的過程。

廢舊鋰電池聯合回收工藝流程圖

關于這三種主要的鋰離子電池回收技術的詳細內容已經有很多文獻，各種各樣的方法都有。在下面主要介紹Umicore、Toxco和OnTo電池回收公司的工藝。

Umicore

Umicore開發了獨特的Val’Eas工藝，通過特制的熔爐用高溫冶金法回收鋰離子電池制得Co(OH)2/CoCl2 ，石墨和有機溶劑則作為燃料放出能量。該工藝的特點是不進行電池解體破碎，避免了解體破碎困難、安全風險高的問題；回收得到的鈷等化合物純度高，可直接返回電池材料生產，實現金屬的循環利用；高溫熔煉既綜合回收了鈷、鎳、錳、銅等有價金屬，又利用了其中塑料與石墨碳、鋁箔等，并產出清潔無害的爐渣，過程簡單。位于比利時安特衛普的霍博肯工廠目前能夠每年處理7000噸左右的廢舊二次電池。

Umicore公司回收鋰離子電池工藝流程圖

Toxco

Toxco公司在1993年就開始商業化的電池回收。通過對Tesla Roadster的動力電池組回收證明了自己的工藝水平。主要利用機械和濕法冶金工藝回收鋰離子電池中的銅、鋁、鐵、鈷等有價值的金屬。回收過程中的氣體排放被控制在最小的范圍內，并且不需要高溫環境。通過該工藝流程能夠回收60%的電池組材料。

Toxco公司回收鋰離子電池工藝流程圖

OnTo

在鋰離子回收方面，Eco-Bat工藝是OnTo公司的首創。該工藝整個過程如圖8所示，無需高溫且所耗能量極低，主要采用CO2超臨界流體恢復鋰離子電池的容量。將電池放在干燥、適當的壓力和溫度的環境下，電池中的電解液被液態的CO2溶解并轉移到回收的容器內。然后改變溫度和壓力使CO2氣化使得電解液析出。電解液被循環的超臨界CO2攜帶出來，注入新的電解液后用環氧樹脂封口，使電池恢復充放電能力。

OnTo公司回收鋰離子電池工藝流程圖

國外電池回收公司的工藝

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國外關于動力電池回收利用的經驗

美國

美國歷來相當重視環境管理方面的工作，針對廢舊電池立法涉及聯邦、州及地方3個層面，其中《資源保護和再生法》、《清潔空氣法》、《清潔水法》從聯邦法規角度，采用許可證管理辦法，加強對電池生產企業和廢舊電池資源回收利用企業的監管；《含汞電池和充電電池管理法》(簡稱“聯邦電池法”)，該法主要針對廢舊二次電池的生產、收集、運輸、貯存等過程提出相應技術規范，同時明確了有利于后期回收利用的標識規定。美國國際電池協會制定了采用押金制度促使消費者主動上交廢舊電池電池產品的管理法。

同時美國政府推動建立電池回收利用網絡，采取附加環境費的方式，由消費者購買電池時收取一定數額的手續費和電池生產企業出資一部分回收費，作為產品報廢回收的資金支持，同時廢舊電池回收企業以協議價將提純的原材料賣給電池生產企業，此種模式既能讓電池生產企業很好的履行相關責任義務，在一定程度上又保證了廢舊電池回收企業的利潤，落實了生產者責任延伸制度。

日本

日本是在廢電池回收利用方面做的較好的國家，同時，日本健全的循環經濟發展法律法規體系，也為動力電池的回收利用提供了良好規范。從1994年10月起，日本電池生產廠商就開始采用了電池收回計劃建立起“電池生產銷售—回收—再生處理”的電池回收利用體系。這種回收再利用系統是建立在每一位廠家自愿努力的基礎上。零售商家、汽車銷售商和加油站免費從消費者那里回收廢舊電池。電池遵循與其分布路線相反的方向，由回收公司進行分解。

歐盟

自1990年開始，歐洲的車廠已開始強調在汽車中使用可回收的材質及零組件的再利用，2000年歐盟通過2000/53/EC《關于廢棄汽車的技術指令》(即ELV指令)。目標在于建立收集、處理、再利用的機制，鼓勵將廢棄汽車的部件重復利用，減少汽車產品對環境的破壞，并致力于環境保護、資源保護、以及能源節約。歐盟2006/66/EC 電池指令與電池回收直接相關，該指令涉及所有種類的電池，并要求汽車電池生產商應建立汽車廢舊電池回收體系。歐盟從2008年開始強制回收廢舊電池，回收費用則由生產廠家來負擔。

以歐盟中在電池回收領域較為成熟的德國為例。德國已建立較完善的回收利用法律制度，依據歐盟和德國關于電池回收法規的規定：在德國，電池生產和進口商必須在政府登記；經銷商要組織收回機制，配合生產企業向消費者介紹在哪兒能免費回收電池；最終用戶有義務將廢舊電池交給指定的回收機構。其次生產者責任延伸制度得到落實和建立了完善電池回收體系，并且開展動力電池回收不同技術路徑的比較。比如德國環境部資助了兩個動力電池回收利用示范項目(LiBRi項目和LithoRec項目)，分別用火法冶金和濕法冶金兩種技術對廢舊動力電池進行資源化利用，對比不同技術的回收利用效果。然后采用生命周期分析法(LCA)對回收動力電池的環境影響和經濟效益等進行了評估。

總結

通過對比美國、歐盟、日本等國家廢舊電池回收利用的現狀可以看到，這些國家擁有相對健全的法律法規保障和完整便利的廢舊電池回收網絡、先進的動力電池回收利用技術。他們的電池生產企業能夠承擔主要責任，能夠對動力電池進行有效地回收利用。

雖然我國制定了《危險廢物污染防治技術政策》、《廢電池污染防治技術政策》等法規，而我國針對廢舊動力電池的回收利用領域，只有《固體廢物污染環境防治法》、《循環經濟促進法》和廢舊動力電池的回收利用有關系。廢舊動力電池的回收利用缺乏專業的法律法規，技術標準也處于相對落后的位置。同時缺乏回收利用企業準入條件和管理體系，這些都制約著動力電池有效回收利用。因此很有必要借鑒國外相關經驗建立一套完善的廢舊動力電池回收利用體系。

目前，我國新能源汽車的發展已經處于重要時期，需要加快動力電池回收利用產業的規劃和布局，盡快出臺相關回收利用的法規和技術標準，構建完善的動力電池回收利用體系，解決動力電池廢棄后所帶來的潛在環境污染和資源浪費，以支持我國新能源汽車產業的快速以及可持續地發展。

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