孙嘉遥 郭双桃

能源是社会发展的动力，现代文明的基石。然而，传统化石能源过度消耗引起的能源危机和粗放使用带来的环境污染，成为困扰社会健康发展亟待解决的难题。新能源电动汽车在降低石油依赖和缓解大气污染方面，具有很大的优势[1]，得到了国家的强劲支持和大力推广。2016年1-10月我国新能源汽车累计销量达33.7万辆，同比增长82.2%。随着电动汽车快速发展，必然面临车载动力电池的服役期满报废处置问题。动力电池回收再利用不仅可以有效降低电池成本，且能够极大减少资源浪费，因此研究动力电池回收意义重大。

一、锂离子电池回收政策

1.国际电池回收政策

1991年欧盟颁布施行电池指令（91/157/EEC），并随着电池产业的快速发展和环保要求的不断提高，前后2次修订并分别出台了电池指令（93/86/EEC）和（98/101/ EEC）。2006年欧盟发布电池回收新指令（2006/66/EC），规定其成员国电池回收再利用目标在2016年9月26日之前电池综合回收率大于45%，工业电池实现100%回收；后于2008年补充发布了废弃物框架指令（2008/98/EC），对废旧电池类别进一步细分，明确电池回收等级[2]。

1993年日本修订《节能法》并同时颁布《再生能源法》布局电池回收；于2000年政府施行“3R”计划（recycling/ reuse/reduce），明确要求建立电池“循环-再利用”回收系统。

1991年和1994年美国相继成立便携式可充电电池协会（PRBA）电池和可充电电池回收公司（PBRC），并制定环境保护标准辅助电池回收。

2.国内电池回收相关政策

我国动力电池回收起步较晚，电池回收政策和标准尚不够完善，部分处于征求意见阶段。

2012年7月，国务院印发《节能与新能源汽车发展产业规划》中提出：①力争到2015年EV+PHEV累计产销量达50万辆，到2020年累计产销超500万辆；②加强动力电池梯级利用和回收管理。2014年7月《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》中指出：制定电池回收政策、健全电池回收体系。2015年5月《中国制造2025》中将“绿色发展”作为战略指导思想，发展目标中提到：工业废物回收利用率至2015年要求达到65%，2020年73%，2025年则为79%。

2016年1月《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策》中确定电池生产施行编码制、建立可回溯体系；明确采用生产者责任延伸制度，电池生产商承担电池回收的主要责任。2016年12月《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法（征求意见稿）》中提及：为便于电池的二次回收，在电池设计阶段要遵循易拆卸原则，生产过程中必须喷码标记；此外管理办法中还涉及到电池的销售、利用、贮存及运输中与废旧电池回收的多种规定，是目前较为全面详细的一套提案。

3.地方城市政策

除了国家电池回收政策以外，地方政府会根据本地的新能源汽车行业、锂离子动力电池发展现状，补充相关的地方性政策法规，以下以一线城市北京、上海、广州、深圳为例。

①2016年1月，北京舉办《汽车有形市场未来发展趋势论坛》，会上明确提出：新能源车企是动力电池回收的第一责任主体；退役的动力电池可梯次利用；需要革新技术使废旧电池回收利用率达到99%。

②2014年5月，上海发布的《上海市鼓励购买和使用新能源汽车暂行办法》针对汽车生产厂商，每回收一套新能源汽车动力电池，给予1 000元补助。此办法于2016年3月予以再次修订，明确电池新能源汽车生产厂商应承担新能源汽车废旧动力电池回收的主体责任，具备与销售的新能源汽车总量规模相匹配的电池回收、利用和处置能力。

③2014年11月，广州印发《广州市新能源汽车推广应用管理暂行办法》提出：在广州市构建车用动力电池回收体系，相关企业需提交电池回收承诺表。

④2016年9月，深圳发布《深圳市2016年新能源汽车推广应用财政支持政策》通知，要求新能源汽车生产企业应负责回收利用，对计提了动力电池回收处理资金的企业，按经审计确定的金额50%对企业给予补贴，专项用于动力电池回收。

二、锂离子电池回收市场

新能源电动汽车市场的爆发式增长，不仅带来了规模庞大的锂离子动力电池需求，也使得动力电池回收再利用迫在眉睫。然而，由于电池的回收标准、政策、技术等方面尚不完善，动力电池的回收比例目前仅在10%左右，不仅带来了大量的资源浪费而且废旧电池闲置也会造成一定的环境污染，如产生氢氟（HF）酸、贵金属浸入土壤等[3]。

据中国汽车工业协会统计，2015年新能源汽车产销量分别为34万辆和33.1万辆，同比分别增长3.3倍和3.4倍；2016年1-6月我国新能源汽车累计产销量分别为17.7万辆和17万辆，比上年同期分别增长125.0%和126.9%，截至2016年11月累计销量已达到40.2万辆（见图1）。随着国家“十三五”规划出台，新能源汽车行业被持续看好，未来市场将进一步扩大。新能源汽车市场的繁荣，催生了规模庞大的动力电池需求，2016年上半年我国动力电池出货量达到10.1GWh。进一步观察近几年锂电池产量数据可以发现，动力电池市场从2014年爆发，基本与新能源汽车市场同步。考虑到新能源车用电池的使用寿命问题（乘用车4～6年，商用车2～3年），预期动力电池回收市场会在2018年爆发。

三、锂离子电池回收标准

电池回收是一个逆向物流的过程，处于产业链的末端，完善系统的行业标准不仅有助于电池回收，而且有利于促进动力电池行业的健康发展（见图2）。考虑到每一阶段产品和责任的差异，在产业链的每个阶段，国家都制定了相应的标准。

与电池回收相关标准如下：①废旧电池贮存标准：应符合《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》和《危险废物贮存污染控制标准》；②废旧电池处理废物排放：应符合《大气污染物综合排放标准》、《污水综合排放标准》；③废旧电池回收利用率标准：湿法冶炼，镍、钴、锰的综合回收率应不低于98%；火法冶炼，稀土镍、稀土的综合回收率应不低于97%；部分标准尚在制定审批中，如《车用动力电池回收利用拆解规范》、《车用动力电池回收利用余能检测》和国标《废旧电池储运规范》。但部分企业协会也会制定自己的企业标准，如《IATA2016锂电池运输指南》。此外关于电池生产设计阶段与电池回收相关的标准尚未见报道。

四、锂离子电池回收技术

电池回收采用先梯次利用后再生利用的原则（见图3），对于轻度报废电池，经过筛分、拆解、重组后贴上梯次利用标签，可再用于储能系统、路灯、UPS电源、低速电动车等领域[4]。经多次利用重度报废后通过拆解再生，回收其中的電极材料，尤其是钴（Co）、镍（Ni）、锂（Li）等贵金属[5]。

电池管理系统BMS是动力电池梯次利用的核心：一方面，不同厂商生产的动力电池规格尺寸、组成成分、电压容量都有差别；另一方面，即使同一厂家、同一批次的电池也存在一定的不一致性，而这种不一致性在使用一段时间后进一步放大对电池成组和再利用提出了更大的挑战。相比而言，现在回收企业技术研究的重点更在于电极材料或者贵重金属的回收。梯次利用主要用于储能和工况要求不高的场合，只要做好分类重组，完全可以做到资源的充分利用。因此，应优先考虑梯次利用，后再生利用。

电池正极的材料成本占据单体电池成本1/3以上，而由于负极目前采用石墨等碳材料较多，钛酸锂Li4Ti5O12和硅碳负极Si/C应用较少，所以目前电池的回收技术主要针对的是电池正极材料回收，相应流程如图4[6-7]。

废旧电池存在一定的安全隐患，所以在拆解回收之前，需提前对其进行预放电至安全电压。废旧电池经放电、拆解、破碎等预处理工艺后，可实现动力电池的外壳剥离和初步回收。在接下来的金属/电极材料分离、提取、回收过程中，根据回收原理不同，可细分成物理、化学、生物3种方法（见表1），也分别称为干法、湿法和生物浸出法[8-9]。

五、锂离子电池回收模式

行业竞争多样性和动力电池种类、价格多样性，决定了销售模式和回收模式的多样性。在不同销售模式下，动力电池的所有权不同，也意味着回收责任和电池回收参与者身份不同。根据回收企业主体不同，可将动力电池回收分为3种模式（如图5所示），即：生产商回收模式、行业联盟回收模式、第3方回收模式，这3种模式的特点对比见表2。

电池生产商作为电池回收主要承担者，由于对回收产品十分熟悉，回收成本小，再利用难度低，但是也存在一定的问题。对于小企业来说，回收渠道小，且难以保证稳定的废旧电池货源，对回收带来了很大的挑战。目前来看，行业联盟回收是一种比较经济的回收模式，覆盖范围大，影响力高、回收渠道多，但是在行业体系不够完善，电池回收相关标准不够明确情况下，存在一定的操作难度，相应的回收模式比较见表2[10]。

六、结语

虽然我国动力电池回收起步较晚，动力电池产业未来也具有很多不确定性，但是动力电池回收是推动新能源汽车产业可持续发展不可或缺的一环，具有重要的经济、环保、可持续发展意义，值得全社会的关注。

参考文献

[1] 李臻，董会超.退役锂离子动力电池梯次利用可行性研究[J].电源技术，2016（40）：1582-1584.

[2] 陆山，樊锐，陈新焕，等.废旧动力锂电池回收利用法规的现状及对策[J].检验检疫学刊，2015（1）：67-71.

[3] 谢光炎，凌云，钟胜.废旧锂离子电池回收处理技术研究进展[J].环境科学与技术，2009（32）：97-101.

[4] 杨海波，梁辉，黄继承，等.从废旧锂离子电池中回收制备LiCoO2的结构和性能研究[J].稀有金属材料与工程，2006（35）：836-840.

[5] 谌谷春，唐新村，王志敏，等.废旧锂电池中镍钴锰的回收及正极材料LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的制备[J].无机化学学报，2011（27）：1987-1992.

[6] 南俊民，韩东梅，崔明，等.溶剂萃取法从废旧锂离子电池中回收有价金属[J].电池，2004（34）：309-311.

[7] 郑莹，刘禹，董超，等.废旧磷酸铁锂电池回收研究进展[J].电源技术，2014（38）：1172-1175.

[8] 曾桂生，郭琴，胡长安，等.从废弃锂离子电池中回收有价金属的技术[J].湿法冶金，2008（27）：204-207.

[9] 何宏恺，王粤威，陈朝方，等.废旧动力锂电池回收利用技术的进展[J].广州化学，2014（39）：81-86.

[10] 侯兵.电动汽车动力电池回收模式研究[D].重庆：重庆理工大学，2015.