在全球倡导绿色能源与可持续发展的大背景下,新能源汽车产业蓬勃发展。作为新能源汽车的 “心脏”,动力电池的装机量持续攀升。然而,这也带来了废旧锂电池数量激增的问题。如何妥善处理这些废旧电池,实现资源的循环利用与环境的有效保护,成为当下亟待解决的重要课题。而废旧锂电池的梯次利用,正逐渐崭露头角,展现出巨大的价值与潜力。
在全球倡导绿色能源与可持续发展的大背景下,新能源汽车产业蓬勃发展。作为新能源汽车的 “心脏”,动力电池的装机量持续攀升。然而,这也带来了废旧锂电池数量激增的问题。如何妥善处理这些废旧电池,实现资源的循环利用与环境的有效保护,成为当下亟待解决的重要课题。而废旧锂电池的梯次利用,正逐渐崭露头角,展现出巨大的价值与潜力。
一、动力电池装机量增长迅猛
近年来,随着新能源汽车市场的爆发式增长,动力电池装机量也呈现出迅猛的上升态势。从 2016 年的 28GWh 到 2023 年的 387.7GWh,短短数年间,增长幅度令人瞩目。2024 年 1-8 月,我国新能源汽车累计销售 627.7 万辆,同比增长 43%,动力电池装机量约 292.1GWh,同比增长 41%。这一数据直观地反映出动力电池在新能源汽车产业中的核心地位不断强化,同时也预示着未来将会有更多的动力电池面临退役。
二、废旧锂电池行业现状严峻
随着动力电池装机量的持续增长,废旧锂电池的数量也在急剧增加。据相关机构预计,2025 年我国动力电池退役量将达到 82 万吨,2028 年后更是会达到 260 万吨。如此庞大的退役电池数量,如果得不到妥善处理,将带来严重的环境问题与资源浪费。
目前,废旧锂电池行业面临着诸多困境。一方面,行业内存在大量无环评许可、无安全生产资质的 “小作坊”。这些小作坊通过抬高回收价格,截流了大量本应流入正规渠道的退役动力电池,导致市场竞争无序。据一家动力电池上市公司人士透露,大概七成的退役电池被小作坊以更高价格收走,流入非正规渠道。另一方面,正规的回收企业却面临着产能闲置的问题。《中国锂离子电池回收拆解与梯次利用行业发展白皮书 (2024 年)》显示,全年理论产能高达 380 万吨,而实际的电池回收量仅为 62.3 万吨,产能利用率低至 16.4%。这种供需失衡的局面,使得废旧锂电池行业的发展陷入了僵局。
此外,废旧锂电池的处理过程中还存在着环境污染风险。锂电池中含有多种有害物质,如正极材料中的镍化合物被列为 1 类致癌物,负极材料石墨长期吸入可导致尘肺病,电解液中的六氟磷酸锂遇水分解为具有强腐蚀性的氟化氢等。小作坊的野蛮拆解方式,无疑大大增加了这些有害物质泄露的风险,对环境和人体健康构成了潜在威胁。
三、废旧锂电池梯次利用优势显著
废旧锂电池梯次利用,即对已经达到原生设计寿命但功能尚存的动力电池进行必要的检验检测、分类、拆分、电池修复或重组为梯次产品,使其可应用至其他领域。这一过程具有多方面的显著优势。
从资源利用角度来看,梯次利用能实现资源的最大化利用。当动力电池容量衰减至初始容量的 80% 阈值时,虽不再适用于汽车领域,但仍有相当一部分剩余容量可在其他场景发挥作用。例如,云储斯蔚普对电量在 50% 到 80% 之间的电池进行梯次利用,将其重组后做成应急电源、储能设备等。通过梯次利用,可使电池在不同场景中继续发挥价值,减少了对新资源的需求,提高了资源的利用效率。
在经济层面,梯次利用有助于降低成本。相较于生产全新的电池,梯次利用电池的成本更低。梯次电池成本低于新电池 30%,这在对成本较为敏感的一些应用场景中,如工商业储能、通信基站备用电源等,具有明显的经济优势。对于企业而言,使用梯次利用电池能够有效降低运营成本,提高经济效益。
从环保角度出发,梯次利用减少了废旧电池对环境的潜在危害。通过对退役电池进行合理的梯次利用,延长了电池的使用寿命,减少了废旧电池的产生量,从而降低了电池中有害物质对环境的污染风险,为环境保护做出了积极贡献。
四、废旧锂电池梯次利用发展潜力巨大
随着技术的不断进步与市场的逐步成熟,废旧锂电池梯次利用展现出了巨大的发展潜力。
在应用场景方面,梯次利用电池的应用领域正不断拓展。目前,其主要应用于低速电动车、储能设备、通信基站等领域。在储能领域,梯次电池可广泛应用于工商业储能、电网调峰及户用储能等场景,有助于提升可再生能源消纳率。在交通领域,部分电池被改造用于低速电动车、电动叉车等设备。未来,随着技术的进一步发展,梯次利用电池有望在更多领域得到应用,如分布式能源存储、家庭微电网等,市场前景广阔。
政策层面也为废旧锂电池梯次利用提供了有力支持。国家先后发布了《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》等一系列政策,支持废旧动力电池梯次利用。2024 年 8 月,工业和信息化部节能与综合利用司发布的《新能源汽车废旧动力电池综合利用行业规范条件(2024 年本)》征求意见稿,进一步规范了行业发展,提高了准入门槛,有利于推动行业健康有序发展,为梯次利用产业创造了良好的政策环境。
在技术创新方面,退役动力电池的梯次利用关键技术环节不断取得突破,包括电池状态评估与筛选技术、模块化拆解与重组技术、梯次利用系统集成与安全保障技术等。通过先进的检测技术精准评估电池剩余寿命和性能,采用标准化自动化拆解设备实现电池模组和单体电芯的分离与重组,以及在系统级层面提升安全保障功能等,这些技术的进步将进一步提高梯次利用的效率与安全性,推动产业向规范化、规模化发展。
综上所述,废旧锂电池梯次利用在当前动力电池装机量不断增长、废旧电池行业问题丛生的背景下,凭借其在资源利用、经济成本和环境保护等方面的显著优势,展现出了巨大的发展潜力。未来,随着应用场景的持续拓展、政策支持的不断强化以及技术创新的有力推动,废旧锂电池梯次利用产业有望迎来更加辉煌的发展,为实现绿色、可持续发展的目标贡献重要力量。