嘉定智能低碳汽车科普生态建设项目 黄思瑞
自从垃圾分类开始以来，电池就成了常见的生活用品，这常常让人们感到困惑，分不清它是什么垃圾。 我们先来看一下生活中的场景。 一般来说，我们每天接触到的电池可以分为干垃圾和危险废物。
1. 干垃圾
干垃圾的代表是一次性AA、AA干电池，常用于遥控器、儿童玩具等。 它们的主要成分是锌和锰。 干电池是利用一定的吸收剂（如木片或明胶）将内容物变成不会溢出的糊状，并利用糊状电解质产生直流电的伏打电池。 目前市场上销售的AA、AA干电池均不含汞，因此根据国家现行的垃圾分类标准，属于干垃圾。
2. 危险废物
（1）充电后可重复使用的AA、AA电池为镍镉、镍氢电池，含有镍、镉等重金属。
(2)锂离子电池。 这种类型的电池常见于手机和笔记本电脑中。 其主要金属成分是锂，但也含有镉、钴、镍等重金属。
(3)铅酸蓄电池主要用于电动自行车。 这些电池中 70% 是铅电池。
(4)纽扣电池，如氧化银纽扣电池、碱锰纽扣电池等。
废旧电池的危害主要集中在其含有的重金属，如铅、汞、镉等。废旧电池如果随意丢弃，其外壳会慢慢被腐蚀，其含有的重金属就会暴露出来，逐渐渗透到水资源和土壤中。 重金属在自然界中无法降解。 随着生态系统的循环，这些有害物质最终会在体内积累，损害神经系统、造血功能、骨骼等，甚至可能引起畸胎或癌症，最终导致机体死亡。
图1 垃圾分类
如何处理这些有害电池？
对于居民来说，体积较大的铅酸电池可以返回给汽车经销商，在那里可以合法回收并运回电池工厂进行净化。 家庭常用的其他小型电池可以放入危险垃圾桶中。 如果确实不知道如何处理，可以联系居委会工作人员统一处理。
图2 电池回收
生活中的电池大家都知道，但是电动车的电池呢？
电动汽车的动力电池基本上都是锂电池。 如上所述，锂离子电池的主要成分虽然是锂，但也含有镉等重金属，其正负极材料、电解液等也会对环境和人体健康产生很大影响。 因此，如果仅采用常规垃圾处理方式来处理废旧锂电池，只会让重金属逸入水体和土壤中，造成严重的环境污染。
随着电动汽车的蓬勃发展，每年新增电动汽车数以百万计，其动力电池的寿命在5至8年不等。 可想而知，被淘汰的动力电池数量是巨大的。 那么这些动力电池退役后该怎么办呢？
这里提到梯次利用的概念：动力电池梯次利用就是对电动汽车退役动力电池进行必要的检验、分类、分拆、电池修复或重组为梯次产品，以便应用于其他领域。
一般来说，当电动汽车的动力电池容量下降到额定容量的80%以下时，就需要退役，因为这个容量已经不能满足车辆高功率、长续航的动力要求。 然而，电池仍有 80% 的容量，这意味着它可以循环数千次。 直接报废那就太可惜了。 因此，不少企业想到了分级利用，通过对废旧电池进行筛选、拆解、重组，降级到储能、备用电源等场景的应用，比如光伏电站、微电网、低速等静态储能。滑板车、电动自行车等领域。
图3 动力电池利用梯次
国务院在《节能与新能源汽车产业发展规划》中明确规定：“加强动力电池梯级利用和回收管理。制定动力电池回收管理办法，建立动力电池梯级利用和回收管理制度，明确各相关方的责任、权利和义务，引导动力电池生产企业加强废旧电池回收利用，鼓励专业电池回收企业发展，严格设定动力电池回收企业准入条件。强化动力电池储存、运输、运营等加工、回收、最终处置的技术标准和管理要求，督促相关企业提高技术水平，严格执行各项环保法规，严防重金属污染。污染。”
简单来说，梯级利用可以高效利用电能储存，提高资源利用率，曲线保护生态环境。 国家也在构建分级利用的产业环境和监管标准。
那么大家不禁要问，既然国家要支持，那么现在分阶段使用有没有什么困难呢？ 答案是肯定的。
首先，分级利用成本较高。 按照目前的技术和工艺，级联利用并不具备成本优势。 退役动力电池从回收、运输到评估和测试的开发成本很高。 在盈利模式尚未成熟的情况下，往往会出现阶梯利用成本高于使用新电池的情况。
其次，电池拆解技术难度大。 拆解动力电池时，是将整个电池组从车上拆下来，不同车型的电池组不同。 它们的内外结构、模块连接方式等都有很大不同。 也就是说，不可能有一条可以适应所有电池组的标准拆解线。 这就需要对电池拆解线进行细分和细化，针对不同的电池组定制不同的解决方案。 当然，这必然导致拆解作业无法完全自动化，导致工作效率降低、拆解成本增加。
第三，废旧电池状态难以核实，或可能存在安全隐患。 动力电池在使用期间可能没有使用数据记录，这使得技术人员难以判断电池的状态。 此时做出的估计是基于有限的数据，准确性大大降低。 这也会无形中增加逐步使用的产品的质量风险。 目前，不少整车厂和电池厂不愿意进行分级利用，因为他们认为分级利用过程中出现安全事故会对企业品牌产生负面影响。
四是产业形态不完善。 动力电池梯级利用产业链将涉及车主、车企、动力电池企业、梯级利用企业。 只有产业链各个环节都有利益，才能实现共生共赢。 如果只有下游梯队利用企业盈利，就很难带动其他上游角色，产业规模也很难做大。 当然，这涉及到政府层面的规划。 看来相关文件已经陆续发布。 希望这些举措能够盘活整个环节，大家共同努力，促进行业健康发展。
图4 动力电池梯次回收产业链
这些困难使得梯队利用规模难以扩大。 缺乏规模效应又限制了梯次利用的发展，形成恶性循环。
梯次利用的发展仍需要技术突破和产业整合。 我们还要考虑梯次利用达到规模后的商业模式。 想要长期可持续发展，就必须有有效的商业模式。 目前看来，用户会对分级使用的产品质量和安全性产生担忧。 因此，在推广产品时，更需要考虑用户的需求，把获客放在利润的首位。 还可以参考电动汽车的发展历程，探索一些快速启动的方法，比如分时租赁。
电动化已成为不可逆转的趋势，退役电池的赛道正在开始。 面对当前的难题，相信在政府的帮助下，梯次利用行业一定能找到破局之道，新的蓝海将会诞生！
嘉定智能低碳汽车科普生态建设计划，上海市科委科普项目（项目编号：）