为什么日本企业盯上了中国电动汽车的废旧电池？
2020-12-31 19:50:09 特斯拉 / 汽车 / 电池
天下网商记者 张超
中国电动汽车的退役动力电池，正在成为日本企业眼中的香饽饽。
近日多家日媒报道，日本伊藤忠商事株式会社已与比亚迪建立合作伙伴关系。
根据协议，比亚迪负责回收电动公交车、电动出租车和其他电动车辆汰换的废旧动力电池，由深圳初创公司Pandpower完成性能检测后交由伊藤忠 商
比亚迪电动公交在生产中
伊藤忠商事开发出了一种大型储能装置，由160块旧动力电池相互连接，装入一个20英尺专用集装箱打造而成，总容量约1000千瓦时(kWh），可满足100个家庭1天所需电力，比全新的工业用蓄电池可便宜20%-30%。
伊藤忠商事开发的储能装置
这套装置可作为工厂辅助电源，也可用于光伏、风力发电储能，预计最早在2021年投产。
伊藤忠商事希望通过回收电池，在五年内达成100亿日 元
比亚迪动力电池组
一直以来，人们总在质疑电动汽车看似环保，其实电池的回收处理并不环保，这种负面观感，其实源自铅酸电池。
事实上，锂动力电池寿命很长，平均使用年限5-8年，而当其容量衰减至额定容量80%以下时，就不再适用于电动汽车，就要汰换退役。
但是，退役并不等于报废。
就像五号电池可以“玩具车用完遥控器接着用”，退役动力电池经过检测、维护、重组等环节，仍可以在储能、分布式光伏发电、家庭用电、低速电动车等不同场景实现梯次利用。
最常见的梯次利用就是储能。
2017年，特斯拉在澳大利亚南部启用全球最大锂离子蓄电池系统，容量高达100兆瓦时的电池阵列，完全充满后可为30万家庭供电一小时。
特斯拉与一家风力发电厂合作，将发电高峰期冗余的风电储存到蓄电池系统，在用电高峰期补充和稳定当地电力供应，提高了当地电网的稳定性。
仅2018年一年，这套系统就为当地政府节省了4000万美元。
虽然特斯拉在这套系统上采用了全新电池，但特斯拉电动车上回收来的退役电池，同样可以应用到这一场景。
特斯拉的三元锂电池
除了用于光伏、风力发电储能，退役电池也可以为家庭和商户打造小型储能系统。
2017年，英国Powervault公司，利用雷诺 Zoe 聆风
Powervault的储能系统
目前，英国不少家庭和学校都在使用这套储能系统，可以为业主节省多达35%的电费。
日本部分7-11便利店，也使用了由丰田 普锐斯
除了储能，退役动力电池还可以为其他交通工具提供动力。
2018年，日产就和住友合作，回收再利用日产聆风汰换下来的旧电池，将其中状态较好的电池重新组装成新电池组，用于电动叉车、高尔夫球车等低速电动车。
日产聆风和特斯拉model S电池对比
瑞典的Eco Sightseeing公司，则回收了特斯拉Model S上的退役电池，作为电驱动客船的动力来源，这种为游客提供乘船游览服务的船只，搭载电池组容量高达190千瓦时，充满电后可支持14小时巡航。
电动船和电池位置示意图
在中国，退役电池梯次利用目前主要集中在通信基站领域。
不算新建5G基站，中国铁塔公司现有180多万座基站，每年需要更换约22.6GWh电池，构成了动力电池梯次利用的最大需求。
截至2019年底，中国铁塔公司在35万个通信基站中累计使用了超过4.5GWh的梯次利用电池。
也就是说，目前可用于梯次利用的动力电池，暂时还满足不了基站更换电池的需求。
以磷酸铁锂动力电池为例，梯级利用后理论上仍有6年的使用寿命。
一旦电池容量低于20%，则需要报废拆解，对电池中的金属材料回收再生，这也是动力电池回收过程中最需要技术含量、最容易造成污染的环节。
在美国内华达州，特斯拉超级电池工厂（Gigafactory）每天都有大量锂电池下线，那些无法通过上路测试的电池，直接被运往半小时车程之外的Redwood Materials工厂作回收处理。
特斯拉超级电池工厂生产线
Redwood Materials由特斯拉联合创始人斯特劳贝尔创立，目标是成为全球最大的电池回收和电池材料公司。
斯特劳贝尔
一直以来，动力电池拆解回收主要有火法冶金和湿法冶金两种办法。
火法冶金，是通过高温燃烧，去除不需要的有机物，留下镍、钴等一小部分原料，这个过程会损失大量铝和锂，环境污染非常严重。
动力电池和各种原材料
湿法冶金，主要是通过强酸对动力电池作预处理，去除外壳、耗尽电量，然后将电池浸入强酸溶液，最后对浸出液提纯获得原料，这种方法成本高，工艺复杂，甚至比直接开采锂矿石都要贵许多倍。
Redwood Materials电池回收工厂
而Redwood Materials号称结合了火法和湿法，创新了一种冶炼方法：首先利用电池残余电量驱动转化器产生高温，用火法工艺分离电池金属，随后再用湿法工艺回收提纯各类金属原材料。
Redwood Materials电池回收的冶炼流程
斯特劳贝尔从未透露过具体回收细节，但他一直对外声称，可以回收动力电池中的镍、钴、铜、铝以及80%以上的锂。
而号称北美最大锂电池回收商的Li-Cycle，也创新了回收电池的技术。
Li-Cycle的工人
该公司将报废电池放入一个可同时放电并切碎的容器中，通过分阶段湿法工艺，回收到不同金属，该公司声称他们的方法已经可以将回收来的动力电池全部转化为可用原材料，今后大规模锂电池拆解回收将十分便利。
电动汽车动力电池
据中国汽车工业协会等机构统计，到2025年，中国汰换下来的动力电池将达到42GWh，其规模可满足约500万个家庭1天的用电量。
而随着各国企业对旧动力电池梯次利用和拆解回收技术的持续投入，今后旧电池回收也会成为一个前景广阔的热门产业。
参考资料：
Nikkei：BYD's EV battery recycling goes global with Itochu
Wired：The Race To Crack Battery Recycling—Before It’s Too Late
Air Quality News：The importance of second life batteries for energy storage
eandt.theiet.org：EVs, batteries and the multi-million-tonne scrap heap
Green Tech Media：Second Life: Carmakers and Storage Startups Get Serious About Reusing Batteries