新能源汽车废旧动力电池该如何处理
截至2024年8月底，全国新能源汽车保有量已超过2650万辆，动力电池累计装机量超1340GWh。新能源汽车的普及和广泛应用，不仅为环保事业作出了重要贡献，也带动了相关产业链的快速发展。然而，随之而来的废旧动力电池处理问题，却如同一把双刃剑，成为亟待解决的问题。特别是2024年，正值实施2016年质保标准的第八年，标志着电池质保到期的高峰即将来临，大量动力电池即将退役并进入回收和再利用环节。面对这一现状，探索并实施高效、环保的废旧动力电池处理策略，不仅关乎资源的循环利用，更直接影响到生态环境的保护与可持续发展，也是动力电池行业加快形成新质生产力的产业基础。
我国政府对废旧动力电池回收利用高度重视，国家部委与地方主管部门积极出台政策，行业企业也加快技术创新，实现了该行业的快速发展。一是政策体系方面，自2018年起，多部门在溯源管理、行业规范、试点示范、财税支持等方面实施了一系列政策，已初步建立符合国情的回收利用管理机制。特别是，我国建立了全球首个新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源管理平台，实现动力电池全程可追溯，有效引导产业发展升级。二是回收体系方面，截至2023年底，我国已建成万余个动力电池回收服务网点，多省市开展动力电池回收利用区域中心(站)培育工作，工业和信息化部也遴选培育了148家符合行业规范条件的企业，线下实体回收利用渠道快速建立。同时，“互联网+回收”服务平台也在探索“线上+线下”结合的新型回收模式。我国多元化回收体系正在逐步构建，有效促进了废旧动力电池的就近回收、高效流通。
退役的动力电池并不意味着完全报废，报废的动力电池仍含有许多有价值的金属元素，如锂、钴、镍等。因此，在保证安全可控前提下，应按照先梯次利用后再生利用原则，对废旧动力电池开展多层次、多用途的合理利用，以实现资源的高效回收和环境的可持续发展。
梯次利用是废旧动力电池经拆解、分类、检测、重组与装配等相关工艺后，再次应用到基站备电、储能、低速动力等领域的过程。这不仅可以延长动力电池的使用寿命，使动力电池的使用价值最大化，还可以减少对新动力电池的需求。再生利用是对废旧动力电池进行拆解、破碎、分选、材料修复及冶炼等处理，提取出锂、钴、镍等高价值金属材料的过程。经过我国在废旧电池回收利用领域的长期研发投入和积累，国内产业技术目前已处于国际先进水平，废旧电池回收专利申请数量远超其他国家或地区，占全球约72.0%的技术输出。然而，随着行业新需求的不断变化和技术进步，废旧动力电池种类更迭加快，回收利用过程变得更为复杂，部分关键技术仍待突破。
一是废旧动力电池拆解效率低。无论是梯次利用还是再生利用，均需先拆解检测。因动力电池种类多样，型号、服役和使用时间、应用车型及使用工况各异，国内多采用人工或半自动化拆解，处理过程耗时耗力，效率低且存在安全隐患。此外，前端动力电池产品设计趋向无模组化，即减少或去除电池模组，直接将电芯、电池壳整合到车身底盘中，或是将电池和底盘/车身融合在一起，这种技术趋势下需要采用灌胶的方式进行封装电池包，进一步增加了后端拆解难题。
二是梯次产品一致性和安全性管控难，经济性较差。由于不同电池的内阻特性、电化学特性、热特性各不相同，经过重组装配得到的梯次产品的一致性和安全性管控难度较大。如果动力电池在服役期间没有完整的数据记录，再利用过程中进行电池寿命预测时，准确度可能也会下降。而且，梯次利用过程成本较高，但动力电池新产品价格在不断下探，进一步影响梯次利用市场需求，阻碍梯次利用产业规模化发展。
三是再生过程中有价金属元素的提取存在污染高、能耗高和流程长等问题。有价金属元素提取的主流方法有湿法冶金和火法冶金。湿法冶金是通过酸性或碱性溶液将电池材料中的金属转化为金属离子，再通过沉淀、萃取、沉积等一系列步骤进行回收，但流程复杂且会伴随着大量废气和酸性高盐有机废水污染物的排放问题。火法冶金是将被机械拆卸后的电池材料进行持续高温冶炼(高于1000℃)，从而获得金属化合物粉末，能耗较高且回收率较低，也存在废气排放问题。为解决这些问题，行业目前已开始研发并应用湿法—火法工艺联用、全组分回收以及选择性提锂等技术手段，但在提高有价金属回收率的同时，也带来了回收流程复杂冗长和原料消耗增加的问题。
总体来说，动力电池回收利用过程面临安全高效、绿色低碳发展的压力，需继续推动环境友好型处理技术创新及推广应用。除了关键环节技术存在不足之处，由于法律法规不健全、回收体系不完善等，现阶段我国废旧动力电池的回收市场并不规范，利益驱动下不规范的回收企业仍然存在。这些企业扰乱正规回收渠道，且往往缺乏专业的处理技术和设备，导致废旧动力电池得不到规范处理。
为了有效解决新能源汽车废旧动力电池的处理问题，我们需要从技术创新、政策引导等方面着手，推动绿色安全高效的技术和装备研发应用，促进行业规范、高效、绿色发展。
技术创新方面，一是鼓励从产品生产设计出发，提升经济性。通过改进电池绿色设计和制造工艺、开发先进的电池管理系统等方式来延长电池使用寿命，并通过设计标准化的电池模块，可以更方便地进行电池的拆卸、更换、分选和组装，实现不同应用场景下的灵活配置和组合，从而降低成本，推动梯次利用产业的规模化发展。二是推动自动化技术进步，提升拆解和生产效率。加大对废旧动力电池前端处理关键技术研发攻关的支持力度，重点突破柔性拆解、智能化拆解、智能识别分类等关键技术，结合机器学习和人工智能算法，减少人工操作的成本和错误率，减少人员接触风险，从而提高拆解、生产效率和产品品质。三是加快再生技术革新，开发清洁绿色高效的回收技术。在现有的回收技术基础上，补齐再生过程中浸提、纯化等环节的短板，加快带电破碎、多级控氧热解、短流程深度提锂、高效除杂、石墨提纯及再生修复等核心技术研发。电池材料再生利用过程会产生大量废气、废水和废渣，因此在高效回收有价金属的同时，要注重突破回收过程污染控制技术瓶颈。四是鼓励融合应用大数据和人工智能技术，以提升行业回收效率。推动构建“大数据+大模型”驱动的动力电池线上性能和安全性评估检测体系，形成基于线上快速分选评估的市场定价机制，促进行业市场化发展。充分利用物联网、大数据和人工智能等新技术，对回收过程进行智能分析和预测，优化回收路线、调整回收策略，从而降低运营成本、提升回收效率。
政策引导方面，一是以专项支持、基金、政策补贴等方式，强化共性关键技术创新。充分调动科研机构和企业积极性，鼓励突破行业共性关键技术，提高科技成果转化和产业化水平，并开展工程示范和区域示范，促进先进技术和装备推广应用，引导企业采用更加高效、节能、环保的技术和设备，以推动整个产业链的智能化、绿色化转型。二是加大行业监管力度，健全配套举措。进一步提升动力电池回收利用管理政策法律层级，增加强制性和约束力，提高监管力度和企业准入门槛，推动行业向更加规范化、标准化的方向发展。进一步完善动力电池全生命周期溯源的责任主体范围，覆盖全流通环节，充分发挥新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台的监管作用，建立跨部门信息共享机制，加快研究数字化管理工具，实现动力电池全生命周期流向监控管理。
总之，面对即将到来的动力电池退役高峰期及其带来的广阔市场空间，必须认识到技术是支撑这一产业发展的核心力量，而形成完整的闭环产业链则是实现高效回收和资源再利用的关键所在。因此，我们应加快绿色安全高效技术和装备的研发步伐，鼓励融合应用新技术，不断提升行业回收效能。同时，持续完善适应新发展形势的政策体系，加强行业监管，确保动力电池回收利用工作有序进行。
(作者系北京理工大学电动车辆国家工程研究中心主任、教授)
