從2009年開始推廣至今,，我國電動汽車已發(fā)展了8個年頭,，在國家的大力支持下，近幾年新能源汽車爆發(fā)式增長,。而隨著電動汽車的快速發(fā)展,，動力電池的回收再利用問題也變得越來越不容忽視。

國家工信部數據顯示,，今年1－9月,，新能源汽車產銷量分別完成42.4萬輛和39.8萬輛。截至2016年年底,，中國累計生產電動汽車 101.4 萬輛,，我國新能源汽車保有量已經突破100萬輛。

據報道,，我國私家車純電動/插電式汽車的動力電池組使用壽命通常為 4～6 年；而且當動力電池應用于公交車,、出租車等車型時,， 由于使用時間長等原因，其動力電池組的壽命更低,， 一般為 2～3 年,。因此，目前動力電池回收高峰期已經到來,，做好動力電池的回收再利用已刻不容緩,。

據業(yè)內研究機構預計，到2020年我國動力電池市場需求將達125Gwh,，報廢量將達32.2Gwh,，約50萬噸；到2030年,，動力電池報廢量將達101Gwh,，約116萬噸,。

▲ 動力鋰電池回收市場前景（Source：科技新報制表）

什么是動力電池？

電動汽車所采用的鋰離子動力電池主要由電池包構成：

電池包由電池模塊,、外殼和電池管理系統(tǒng)組成,。電池模塊由極芯、外殼和緊固件等構成,。其中,，極芯中含有大量的有價金屬，因此我們主要針對極芯進行回收,。

極芯的結構主要有軟包結構和金屬殼硬包結構,，一般包括外殼、正極,、負極,、隔膜、正極耳,、負極耳和絕緣片,。以常見的軟包極芯為例，其結構如圖所示:

動力電池主要由：電池蓋,、正極,、隔膜、負極,、有機電解液以及電池殼組成,。

目前市場上已經商業(yè)化的動力鋰電池主要包括磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池和三元材料電池等,，中國市場以磷酸鐵鋰及三元鋰為主,，日韓大多選擇錳酸鋰和三元材料的混合電池體系。

國內部分新能源汽車電池參數（制圖：VehicleTrend車勢市場分析部）

正極一般以鋁箔作為基底,，兩側均勻涂覆正極材料,，正極材料包括一定配比的正極活性物質（如鈷酸鋰、磷酸鐵鋰,、錳酸鋰和三元材料等）,、導電添加劑（如乙炔黑、石墨等）以及粘結劑（聚偏氟乙烯（PVDF）為主）,。

三元鋰電池：三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰（Li（NiCoMn）O2）三元正極材料的鋰電池,，是以鎳鹽、鈷鹽,、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據實際需要調整,。通常鈷占 5~20%，鎳占 5~12%,，錳占 7~10%,，鋰占 2~5% ,。

負極一般以銅箔作為基底，兩側均勻涂覆負極電極材料,，負極材料包括一定配比的負極活性物質（石墨,、硅碳等）和粘結劑（丁苯橡膠（SBR）、丙烯酸樹酯（PAA）,、 羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）等）,。正、負極活性物質分別與粘結劑相互混合均勻,，涂覆在正負極基底上,，再經過干燥，碾壓后制成正負極材料,。

隔膜有 PP 膜和 PE 膜,，分為單層和多層結構，以三層 PP/PE/PP 膜為主,。 電解液采用含鋰化合物作為溶質與有機溶劑混合而成,，溶質以六氟磷酸鋰（LiPF6）為主； 有機溶劑為碳酸乙烯酯（EC）,、碳酸二乙酯（DEC）,、碳酸二甲酯（DMC）等幾種溶劑的混合液。根據正極材料的不同 [5],，可以將鋰離子動力電池分為鈷酸鋰動力電池,、磷酸鐵鋰動力電池、錳酸鋰動力電池和三元材料動力電池等,。

磷酸鐵鋰電池：是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池,。 鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰,、鎳酸鋰,、三元材料、磷酸鐵鋰等,。其中鈷酸鋰是目前絕大多數鋰離子電池使用的正極材料。

為何要重視動力電池的回收再利用,？

動力電池中的正極材料含有鎳,、鈷、錳,、鋰等重金屬化合物,，存在造成重金屬污染的可能，此外,，六氟磷酸鋰(LiPF6),、苯類,、酯類化合物，難以被微生物降解,。電解質也有很強的腐蝕性和毒性,，電池中的重金屬離子、有機物,、碳粉塵,、氟化物等將可能造成嚴重的環(huán)境污染。

此外,，電解液會引發(fā)氟污染以及有機物污染,。而且，銅,、鎳,、鈷、錳,、鋰等有價金屬的流失還會造成資源的浪費,。動力電池回收市場空間巨大，價值體現在鈷,、鎳等稀有金屬含量占了很高比例,。

僅以鈷為例，鈷是我國嚴重短缺的9種礦產資源之一,，中國鈷資源僅占世界的1.03%,，但中國鈷資源的消耗占世界的50%，目前探明的可開采量只有4萬噸;60%~70%用于電池生產,，資源嚴重依賴進口,，比例甚至曾超過95%。

鈷金屬應用廣泛,，從航太工業(yè)到消費性產品,。尤其在鋰電池應用逐年增長，從2015你那的30%已經成長至2016年的35%,。從市場需求統(tǒng)計來看,，2016年中國xEVs需求達到23GWh，2017年預估將達到32GWh,，依照此趨勢預計,，鈷金屬在動力電池的應用熟了仍將逐年穩(wěn)健增長。鈷金屬的強大的市場需求與鈷金屬的稀缺形成強烈反差,，從廢舊電池中有效回收鈷顯然成為一條重要的途徑,。

下篇預告：關于動力電池回收的二三事——如何回收動力電池

文章來源：VehicleTrend車勢 作者：Luna