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發揮餘熱還是涅槃重生?大眾舊電池處理方案解析

【EV視界原創】它,作為一個電動車必不可少的器件,當其逐漸衰老黯淡無光的時候,將何去何從呢?它的歸宿又在哪裡呢?它就是三元鋰電池包。

目前,全球的新能源車型發展得越來越成熟,對於動力電池的需求已處於頂峰狀態,這其中三元鋰電池的比重最大。因此,在這其中如果車輛達到了使用年限,或者當總體容量衰減到70%左右需更換的時候,那些從中拆除的退役動力電池會被如何處理呢?是回收?還是分解?大眾汽車就給出了一個答案。

不過,對於退役的動力電池,有這樣幾個疑問會被關注。

儲存起來自生自滅不行嗎?

當然不行!作為一個由鎳鈷錳等化學元素為核心的電器元件,當它完成了一生的使命的時候,如果隨隨便便丟棄的話,會對周邊的環境造成汙染。眾所周知,老師或家長當看到小朋友將玩具卸下來的電池扔的那都是的時候就會說道:“用完的乾電池不要亂扔,要不它被擠壓變形會‘流湯兒的”而造成的汙染,所以何況這麼大的三元鋰電池呢?一般來說,鋰電池中的鈷、鎳、錳都需要經過開採、冶煉,若不能妥善處理,最終會汙染土壤和水。而這些材料也可能隨著需求的增長,出現漲價和短缺。所以對它回收再利用才是最好最有效的解決辦法。

如何回收?

首先,當一輛報廢的新能源車型進入解體廠後,會根據車輛的材料結構分別拆解。當遇到動力電池的時候,需將它整包拆除,並送到專業機構來進行檢測,來決定它是“發揮餘熱”還是“再造重生”。

如何發揮餘熱?

當進入“發揮餘熱”階段,也就是梯次利用的時候,會依據電池殼體完整度狀態、內部工作溫度是否正常以及服役期間是否出現過火燒等情況,分為A/B/C三大類別。而這其中非正常狀態的電池將會被“特殊護理”,用一輛專用的防爆運送箱中運輸,之後放置在有專門消防防護的倉儲庫房儲存。

對於那些衰減度可以接受的電池,會將它們進行二次利用,用作路邊太陽能燈、儲能站、環衛電動車等等。而這些電池的資訊都會被記錄在新能源汽車國家監管與動力蓄電池回收利用溯源追蹤綜合管理平臺上,可以隨時隨地的查詢電池被用在的位置與工作狀態。

這裡要提一句,電池回收不是隨便一個企業就能完成的。必須是進入工信部《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規範條件》的企業,才具備廢舊電池回收資質。其中包含華友鈷業、格林美、光華科技等,共計27家。而大眾在華的合資公司,會在其中有電池回收資質的企業中篩選合作伙伴。

如何再造重生?

記得之前我們曾報道過,大眾汽車集團零部件公司位於薩爾茨吉特的首個汽車動力電池回收試點工廠正式啟用,如果想具體瞭解該工廠的話,之後會具體介紹一番,但筆者想說的是,大眾在國內的電池回收技術得到了薩爾茨吉特工廠的“技術經驗”,基本回收達率95%。

首先,被拆好的電池包將會人工拆解,將其變成電池單體後進行放電來保證之後工序的安全。這裡有意思的是,這個電池放電是怎樣做到的?你肯定想不到——泡鹽水。將電池浸泡在鹽水1小時候,即可達到放電效果。這是因為鹽主要包含鈉離子和氯離子,溶於水後還有少量碘離子。電池放入其中,在電壓驅動下,會在溶液中形成離子通路。由於納非常活潑,所以這個過程不會有鈉離子沉積,如果電池電壓足夠,再其陰陽極有產生大量氣泡,分別為氧氣和氫氣是為電解反應,所以電池放入鹽水中很快就沒電了。

當電池電量放幹殆盡後,就即可將其粉碎、分級。將電解液放幹,橫隔膜去除後,就對其開始溼法冶金。

什麼是溼法冶金?

其實,該技術就是透過一系作業流程,將電池系統被拆解成模組並進行粉碎後,將粉碎顆粒進行乾燥並蒸發電解液中的水分。之後會對乾燥顆粒經過篩分,得到有價值的“黑色粉末”,包括鋰、鎳、錳、鈷和石墨的混合物,透過進一步的物理篩分,磁性金屬、非磁性金屬和塑膠顆粒得到分離,最重要的材料被分別裝袋,並運送到合作工廠,做進一步的再生和利用。

據悉,溼法冶金技術對磷酸鐵鋰電池的綜合回收率可達85%以上,對三元鋰電池綜合回收率可達95%以上,因此國內大多數相關企業都會採用這項技術。

最後,透過溼法冶金手段將其分離成單獨的原材料,可重新加工成電芯正極前驅體並用於電芯製造,整體的回收流程就告一段落了。

德國薩爾茨吉特電池回收工廠什麼樣?

書接上文,置於大眾的薩爾茨吉特電池回收工廠是怎樣的工作的呢?觀看下面的影片,或許您就瞭解許多了。

影片中的這座電池回收工廠位於德國薩爾茨吉特,隸屬於大眾汽車集團零部件公司, 2021 年 1 月正式開始試營運,預估每年能夠處理 1500 噸鋰電池系統。該工廠的目標是打造原材料回收閉環管理體系,對鋰、鎳、錳、鈷、鋁、銅和塑膠等有價值的電池原材料進行工業化回收,從長遠來看,目標是回收90%以上的原材料。

那如何做到呢?首先,處理廢舊動力電池的第一步是稱重,並將電池電量充滿。這是為了確認電池的健康程度,如果電池仍然可以使用,便可當作儲能用途,或其它低功率需求的裝置使用。

以目前的回收技術,一組電池回收後,只能取回 70% 的原料,未來將能夠提高到 90%,但這對於珍貴的鋰離子電池原料來說,還是很浪費,因此要確認電池是否真的無法使用才進行拆解回收。

檢查完畢後,接下來就是放電,以確保安全。工作人員非常傳統的以手工搭配吊臂拆解,將電池組外部的可拆卸零件移除後,就準拆卸電池了。在這個步驟中,外殼的鋁框、銅線和大部分塑膠零件都會取下,準備再製成新材料。

經過拆卸後,整個電池組就成為許多電池模組,送上傳送帶進入金屬絞碎機,在重壓與切割下,電芯的電解液和貴金屬就這樣成為一團混雜的碎屑堆。

經過多道程式,電池會被分成三大類:塑膠、鋁和銅、黑色粉末。

這堆電池殘渣接著會經過多道的風乾、網篩和磁篩,最終成為黑色粉末,該粉末中含有鋰、鎳、錳、鈷和石墨等重要電池原材料。此後,專業人員再透過溼法冶金術,使用水和化學試劑將不同原材料分離處理。

據計算,若電池的陰極材料由再生原料製成,且電池的生產製造過程中使用綠色電力,那麼每個62kWh電池組可減少約1.3噸的二氧化碳排放。隨著專案的開展,大眾汽車集團在實現動力電池全價值鏈端到端的可持續發展程序中邁出了堅實步伐。

編輯總結:可以說,隨著全球新能源車的發展越來越迅速,那些在行業發展初期就上市的車型也差不多到達年限,因此現階段正是需求動力電池回收政策的落實。我國在2018年釋出的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,明確了動力電池回收利用的責任主體。因此可以說建立動力電池回收路徑勢在必行。據計算,若電池的陰極材料由再生原料製成,且電池的生產製造過程中使用綠色電力,那麼每個62kWh電池組可減少約1.3噸的二氧化碳排放。因此隨著專案的開展,大眾汽車集團在實現動力電池全價值鏈端到端的可持續發展程序中邁出了堅實步伐,未來是否會將該業務據悉擴大化?我們拭目以待。

分類: 遊戲
時間: 2021-11-16

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