西安安全工程師渭南安全工程師有政府補(bǔ)貼么
1885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(jī)的三輪車,這輛采用內(nèi)燃汽油機(jī)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(jìn)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(jìn)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?
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。
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(jī)械強(qiáng)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。
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。
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(jī)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(jìn)入回收階段前,電池還是可以進(jìn)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(jìn)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(jìn)而危害到人類的健康。
“1個20克的手機(jī)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(jìn)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(jī)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(qiáng),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)峤鉃橹鳎渲杏忠詽穹ɑ厥盏男首罡撸湫首罡呖梢赃_(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。
電動汽車廠商在電池回收方面都做了什么?
前文中我們主要介紹了電動汽車鋰電池的廢棄標(biāo)準(zhǔn)、危害以及回收方法,我們可以看到,鋰電池在經(jīng)過正確和合理的回收后,將有著非常高的重復(fù)利用率。這也是節(jié)能環(huán)保理念所提倡以及成本效益下所必須要做的。下面我們將具體看一下各個電動汽車廠家在電池回收方面都做了什么。這里我要說一下,在調(diào)查期間,我們親身走訪了比亞迪和北汽新能源的工廠,并與兩家企業(yè)的相關(guān)工程師進(jìn)行了交流。而特斯拉的回收情況則是以其官方材料作為參考。
比亞迪所使用的“動力電池”種類有哪些?
新能源汽車所使用的“動力電池”(比亞迪官方稱其使用在電動汽車上的電池為“動力電池”,意為其只指負(fù)責(zé)動力驅(qū)動的電池組)種類主要包括方型鋁殼電池、軟包裝聚合物電池和圓柱型電池。比亞迪目前在新能源汽車上使用的電池全部為方型鋁殼電池結(jié)構(gòu),并有鐵鋰鋰電池和三元鋰電池兩種選擇(目前鐵鋰鋰電池為主,未來秦EV500以及第二代唐的插電混動版將采用三元鋰電池)。孫華軍同時補(bǔ)充道:“根據(jù)電池容量和車型需要里程,比亞迪所使用的方型鋁殼電池會有不同的尺寸和容量規(guī)格,比如秦和e6的電池包規(guī)格和尺寸完全不同,當(dāng)然,蓄電量也是有差異的。”
“動力電池”的損耗達(dá)到30%建議更換
那么比亞迪的動力電池何時需要被回收或處理呢?孫華軍講到:“從目前的新能源汽車使用情況來看,電池的壽命標(biāo)定要長于整車的壽命,所以電動車的壽命更多的取決于整車?yán)锍虜?shù)的報廢要求(國家建議乘用車報廢里程為60萬公里)。”不過,孫華軍建議大家:“如果動力電池?fù)p耗達(dá)到30%時,建議進(jìn)行更換。如果不進(jìn)行更換,雖然動力電池還能夠正常使用,但是會影響車輛原先標(biāo)定的性能,例如滿電情況下續(xù)航里程可能會降低等。”
已開始回收少量廢舊動力電池,均按國家相關(guān)規(guī)定的要求執(zhí)行
作為最早一批發(fā)展新能源汽車的企業(yè),比亞迪已經(jīng)逐步開展了動力電池回收工作,并根據(jù)國家頒布的《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策》和《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法》兩項政策執(zhí)行,包括電池從客戶端的收集,電池的存儲、運輸、防護(hù)措施以及運輸?shù)诫姵鼗厥仗幚砉S的流程等等。
擁有比較健全的動力電池回收流程,無法再利用電池采用濕法回收處理
目前,比亞迪電池回收的渠道主要先委托授權(quán)經(jīng)銷商來回收廢舊動力電池,當(dāng)有客戶要求或報廢車輛需要更換動力電池時,經(jīng)銷商會將動力電池從車體中取出,并運送到比亞迪寶戎工廠進(jìn)行初步檢測。如果廢舊電池可以再利用且繼續(xù)使用,廢舊電池會在寶戎工廠進(jìn)行進(jìn)一步檢測,這些電池未來也將會繼續(xù)應(yīng)用在家庭儲能或基站備用電源等領(lǐng)域。
如果電池不能再利用,比亞迪寶戎工廠會將電池運送到惠州材料工廠的相關(guān)部門,之后將采用濕法回收方法進(jìn)行拆解回收,首先將電池浸泡在酸里,使電池的化學(xué)物質(zhì)在酸里溶解、提純、反應(yīng)(由于磷酸鐵鋰形成之前也是和酸進(jìn)行反應(yīng),所以廢舊的磷酸鐵鋰電池采用濕法回收,回收效果更好)。另外,動力電池另一個重要組成部分電解液也會進(jìn)行回收,并采用溶解方式收集,而對于揮發(fā)的部分電解液通過廢氣排放系統(tǒng)進(jìn)行光線降解,降解成正常氣體后排出。至于電池殼體等材料,也可進(jìn)行二次利用。整體來說,比亞迪動力電池回收有比較健全的流程體系,回收效率較高。
關(guān)于比亞迪動力電池回收的比例和效率,孫華軍向我們介紹:“目前比亞迪磷酸鐵鋰電池內(nèi)部材料都可以做到回收,所以不存在動力電池材料無法回收,并帶來污染的可能。”整體來說,比亞迪在動力電池回收方面已經(jīng)展開了相關(guān)的工作,雖然目前規(guī)模很小,但為日后打下了基礎(chǔ)。
電動車車主是否了解電池回收的事項
車主不了解電動汽車的電池更換機(jī)制
說完了回收過程,我們再來聊聊作為與電動汽車接觸最多的群體,電動車的車主們是否知道電池回收的相關(guān)消息呢?因此,我們也對電動汽車的車主們進(jìn)行了訪問,當(dāng)我們我們詢問車主們是否知道電池在損耗到80%時,就可需進(jìn)行更換,幾乎所有車主都不知道該項規(guī)定的存在。不過大部分車主們也表示,即使電池容量到達(dá)80%的更換標(biāo)準(zhǔn)時,也不會更換電池。理由主要有兩個,一是更換電池的費用問題,如果更換電池比較高的話,更換電池并不合算。據(jù)我們了解,電動汽車電池的成本大約要占整車成本的40%-50%左右,費用確實相對較高。第二個原因是,大部分車主認(rèn)為電動車僅僅是他們在城市中代步使用,即使電池容量衰減到80%以下,剩余的行駛里程也是滿足他們的需求的。
廠家未盡到告知義務(wù)
另外,我們也同時了解到,車主在購買電動汽車的時候,廠家并沒有告知車主們關(guān)于電池的更換標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)事項。按照目前電池的使用里程和壽命的相關(guān)規(guī)定,在正常情況下,一輛電動汽車在不發(fā)生事故和故障的情況下,其全壽命周期下車主是基本不用考慮電池更換的問題的,但不會遇到并不代表這部分信息是不需要傳達(dá)給車主的,作為使用者,是有對于車輛相關(guān)情況和信息的知情權(quán)的,因此我們也希望廠家能夠重視這個問題。
我國在電池回收領(lǐng)域的努力
在2014年12月30日,財政部等四部委就聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知(征求意見稿)》,明確汽車生產(chǎn)企業(yè)作為動力電池回收利用的責(zé)任主體,負(fù)責(zé)動力電池的回收。為鼓勵生產(chǎn)企業(yè)回收動力電池,不少地方政府也在積極探索。上海市曾出臺政策表示,車企回收動力電池政府將補(bǔ)助1000元/套;深圳則建立動力電池利用和回收體系:每賣一輛車廠商拿出600元、政府拿出300元,用于回收動力電池,初步建立電池回收的機(jī)制。
此外,我們國家目前也正在電池回收的方向上積極努力,就目前我們向相關(guān)專家了解的情況,國家發(fā)展與改革委員會已經(jīng)正在牽頭建立電池的芯片追溯系統(tǒng)。這套系統(tǒng)的原理是對于每一塊電池核心進(jìn)行編碼處理,編碼將統(tǒng)一錄入電池追溯管理系統(tǒng)。只要通過編碼即可實時追溯到電池裝載在哪輛車上、淘汰后正在哪里進(jìn)行回收、回收已經(jīng)進(jìn)展到哪一步以及最后的處理結(jié)果。目前包括北汽新能源在內(nèi)的多家電動汽車廠商和電池制造商正在積極參與這項追溯系統(tǒng)的制定中。另外,面對未來越來越多的電動車以及淘汰下來的電池,電池回收或許也將會成為汽車后市場中的一項新興產(chǎn)業(yè)。
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