近年來，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)迎來飛速增長(zhǎng)，已成為全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)中巨大的市場(chǎng)。然而，隨著大批量新能源汽車投入市場(chǎng)，后續(xù)廢棄電池的流向與回收問題已引起廣泛關(guān)注。一旦動(dòng)力電池"報(bào)廢潮"來臨，就必須有相對(duì)完善的方案來應(yīng)對(duì)，否則節(jié)能環(huán)保的新能源汽車產(chǎn)業(yè)極有可能會(huì)遭受"反噬"。
廢舊電池拆解工序復(fù)雜且具安全隱患
由于國(guó)內(nèi)電池在尺寸及結(jié)構(gòu)規(guī)范尚沒有統(tǒng)一的可依據(jù)的法規(guī)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)各電池廠家八仙過海各顯神通。由于電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)完全不同，所以無法采用同一套拆解流水線，導(dǎo)致電池拆解時(shí)極為不便。如果要進(jìn)行自動(dòng)化拆解，那面對(duì)現(xiàn)在大小不一、形狀不一的電池包及模組，對(duì)生產(chǎn)線的靈活性有很高的要求，從而導(dǎo)致處置成本過高。現(xiàn)國(guó)內(nèi)基本都是靠人工拆解，工人的技能水平直接影響著電池回收過程效率。同時(shí)，由于電池包本身具有高能量，可能會(huì)發(fā)生短路、漏液等各種安全問題，進(jìn)而可能造成起火或爆炸，導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，需要仔細(xì)研究電池包拆解過程中安全及效率的問題。
電池剩余壽命及電池狀態(tài)無法系統(tǒng)評(píng)估
廢舊汽車動(dòng)力電池在重新進(jìn)行梯次利用時(shí)，必須經(jīng)過品質(zhì)檢測(cè)，包括安全性評(píng)估、循環(huán)壽命測(cè)試等，再將電芯分選分級(jí)，重組后才可以被再利用。但是，如果動(dòng)力蓄電池在服役期間沒有完整的數(shù)據(jù)記錄，再利用過程進(jìn)行電池壽命預(yù)測(cè)時(shí)，準(zhǔn)確度可能會(huì)下降，電池的一致性無法保障，同時(shí)測(cè)試設(shè)備、測(cè)試費(fèi)用、測(cè)試時(shí)間、分析建模等成本都會(huì)增加。由于不同電池的內(nèi)阻特性、電化學(xué)特性、熱特性相同，電池的不一致性和可靠性可能也無法保證，如果一些存在問題的電池在篩選過程中沒有被檢驗(yàn)出來，而再次被使用，會(huì)增加其他整個(gè)電池系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)。所以，如何做到快速無損準(zhǔn)確的檢測(cè)，是該種情況下梯級(jí)利用的關(guān)鍵所在。
電池系統(tǒng)集成技術(shù)不成熟
由于電芯之間的連接通常都是激光焊接或其他剛性連接工藝，難以做到無損拆解，動(dòng)力蓄電池梯級(jí)利用時(shí)最合理的是拆解到模組級(jí)。然而，不同批次甚至不同廠家生產(chǎn)的電池模組，要實(shí)現(xiàn)在同一系統(tǒng)中混用，需考慮并解決以下系統(tǒng)集成技術(shù)——分組技術(shù)：根據(jù)材料體系、容量、內(nèi)阻、剩余循環(huán)壽命等參數(shù)，重新對(duì)電池模組進(jìn)行分組并建立數(shù)據(jù)庫(kù)。分組參數(shù)設(shè)定要合理，若參數(shù)設(shè)定區(qū)間過大，模組離散性大，成組為系統(tǒng)后，對(duì)系統(tǒng)性能和壽命影響大;若參數(shù)設(shè)定區(qū)間過小，分組過于嚴(yán)格，會(huì)導(dǎo)致可匹配的模組少，系統(tǒng)集成困難。系統(tǒng)柔性設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)需要充分考慮不同模組可能具有的尺寸、重量和串并聯(lián)數(shù)，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該是在空間上有很大的彈性，以兼容不同的模組，固定方式既要考慮緊固性和可靠性，又要考慮彈性和便于快速裝卸。
電池回收再利用經(jīng)濟(jì)性欠佳
正所謂，人無遠(yuǎn)慮，必有近憂。一個(gè)行業(yè)的發(fā)展也是如此。眾所周知，中國(guó)新能源汽車發(fā)展速度極快，甚至有人用"大躍進(jìn)"來形容。慶幸的是，越來越多的人與企業(yè)看到了新能源汽車發(fā)展過程中的短板，看出了其中的隱憂，其中，動(dòng)力電池回收利用就是整個(gè)行業(yè)必須要面對(duì)的硬傷。汽車動(dòng)力電池回收前必須先進(jìn)行預(yù)處理，包括放電、拆解、粉碎、分選。拆解之后的塑料和金屬殼體可以回收，但代價(jià)高昂，因?yàn)闅堄嚯妷喝匀桓哌_(dá)數(shù)百伏有一定危險(xiǎn);電池殼體為了安全需要，封裝為不可自拆卸的形式，打開頗費(fèi)工夫。就預(yù)處理環(huán)節(jié)而言，肯定是賠本買賣。就算是鋰電池，正極材料也是五花八門，主流的就有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰等。用酸堿溶液浸出，然后再經(jīng)過多種化工程序，對(duì)金屬氧化物進(jìn)行萃取。但這些氧化物的成分萃取條件不同，混合液更為棘手。事先按照正極材料對(duì)電池分類，成本也不低。回收正極金屬，已經(jīng)是電池回收行當(dāng)中最有利可圖的一個(gè)環(huán)節(jié)。
