近日，天津大學(xué)胡文彬、陳亞楠教授團隊對于新能源汽車廢棄電池的開發(fā)利用取得了新的研究成果，有望實現(xiàn)用低成本的電池廢料替代價格昂貴的貴金屬催化劑。
團隊在《中國科學(xué)材料》發(fā)表研究論文《變廢為寶：富缺陷鎳摻雜磷酸鐵鋰用于高效電催化析氧反應(yīng)》，利用簡單浸漬法結(jié)合電化學(xué)原位轉(zhuǎn)化將廢舊電池正極材料磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)變成高效的析氧反應(yīng)電催化劑。
用此方法新獲得的鎳鐵基納米片催化劑克服了廢棄電池中磷酸鐵鋰材料顆粒尺寸大、比表面積小、活性差等問題，在催化性能測試中表現(xiàn)出了與其他貴金屬催化劑相媲美的優(yōu)異催化活性和穩(wěn)定性。
該方法具有材料損耗低、生產(chǎn)周期短、產(chǎn)率高、可放大等特點，具有很高的工業(yè)價值、成本優(yōu)勢和市場潛力，由此，新能源汽車退役的電池又有了一個新去處。
新能源汽車動力蓄電池正在老齡化
天大團隊取得成果備受矚目，是因為新能源汽車退役電池正處于老齡化階段。
近十年來，在政策與市場雙層驅(qū)動下，新能源汽車市場經(jīng)歷了爆發(fā)式增長。第一輪電池的“退役潮”隨之到來。如何處理這些退役電池，成為了新的社會關(guān)注點。
今年8月，工業(yè)和信息化部、科技部、生態(tài)環(huán)境部、商務(wù)部、市場監(jiān)管總局等五部分聯(lián)合制定了《新能源汽車動力蓄電池梯次利用管理辦法》（以下簡稱《管理辦法》）。8月30日、9月3日，工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司又先后發(fā)布了《管理辦法》的解讀，推動《管理辦法》有效落實。
解讀中指出：
動力電池梯次利用是資源綜合利用的新興領(lǐng)域，梯次利用企業(yè)主要集中在電池退役量大、技術(shù)資源優(yōu)勢明顯的京津冀、長三角、珠三角等地區(qū)。
目前，梯次利用檢測、拆解、重組利用等技術(shù)已較為成熟，電池殘值評估、遠(yuǎn)程監(jiān)控預(yù)警等技術(shù)不斷優(yōu)化提升，梯次產(chǎn)品已應(yīng)用在儲能、備電等領(lǐng)域。
梯次利用是指讓“退役”的動力電池應(yīng)用于其他領(lǐng)域。再生利用則是對“退役”電池進行拆解、破碎、篩選，利用浸出濕法冶金或火法冶金等工藝，提取電池中的鋰、鈷、鎳等金屬元素，并用于二次電池生產(chǎn)。
按照新能源汽車國家標(biāo)準(zhǔn)，動力電池常常剩余80%余能即可“退役”。這使得動力電池從車輛“退役”后，仍然具有長達數(shù)年的使用價值。“先梯次利用，后再生回收”成為“退役”動力電池的首選回收利用方案。
電池退役的藍(lán)海
據(jù)二次電池及電動汽車調(diào)查機構(gòu)SNE預(yù)計，截至2020年，中國動力電池退役量約25GWh，而到2025年，中國動力電池退役量將達90GWh。由于鋰和鈷價格暴漲，國際市場研究機構(gòu)預(yù)測，2025年全球動力電池回收行業(yè)規(guī)模將達122億美元，2030年將達181億美元，其中，中國將成為最大的動力電池回收市場。
由于看到了巨大的市場潛力，電池回收企業(yè)的數(shù)量猛增。經(jīng)營范圍含“電池回收”的企業(yè)僅2019年新增企業(yè)就超過700家。
在鋰回收這一領(lǐng)域，天能集團先后與清華大學(xué)開展“共建退役鋰離子電池拆解與資源化利用聯(lián)合創(chuàng)新實驗室”合作，與浙江工業(yè)大學(xué)開展“廢舊鋰離子電池高效回收技術(shù)”研究。
寧德時代與巴斯夫歐洲公司宣布在電池材料解決方案領(lǐng)域內(nèi)建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，合作內(nèi)容包括正極活性材料 （CAM） 及電池回收。
還有格林美、天奇股份、光華科技等上市公司也一早布局，搶先占據(jù)紅利高地……
大批企業(yè)涌入電池回收領(lǐng)域，造成了一定程度的市場亂象。但也涌現(xiàn)了一批創(chuàng)新模式，為電池的統(tǒng)一回收及管理工作“試水”。
如上汽、蔚來等運營的新能源汽車換電模式，換電模式讓動力電池的集中管理變得更容易，同時也為電池的集中回收建立了通暢的渠道，梯次利用的模式也會得到進一步推廣。福建常青將回收吉利汽車等使用或報廢用的動力電池，拆解后分離出貴重的金屬鹽，比如鈷鹽，再生產(chǎn)為三元前驅(qū)體，供給吉利汽車旗下的電池工廠。
7月7日，發(fā)改委等多部門印發(fā)“十四五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的通知，其中提出，加強新能源汽車動力電池溯源管理平臺建設(shè)，完善新能源汽車動力電池回收利用溯源管理體系。
工信部在2018年和今年1月曾先后兩次公示《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》企業(yè)名單，共有20余家企業(yè)入選“白名單”。
不難看出，目前退役動力電池的回收利用還存在眾多問題亟待解決，如示范性項目成本很高、性能指標(biāo)一致性無法得到保障等等，但政府、企業(yè)等都在努力探索可行的解決方案，廢舊動力電池回收利用市場體系正在逐步完善，綠色、低碳發(fā)展將成為中國汽車產(chǎn)業(yè)下一個階段的重點和新的增長極。