电池回收将助力电动汽车“称霸”？ 环球今日报
来源：DeepTech深科技 2023-01-09 14:32:59
在许多人的成长过程中，由两节5号电池驱动的电动小汽车曾是最炫酷的玩具，时过境迁，童年时握在手中的玩具如今已“幻化”成路上最常见的交通工具。无论是特斯拉、大众汽车和宝马，还是造车新势力——蔚来、小鹏和理想，电动汽车正越来越被消费者所熟知和认可。
此前，埃隆·马斯克就曾表示，20年后世界上生产的汽车将有一半以上是电动汽车。尽管马斯克的判断在现在看来仍有些“激进”，但数据的变化正在支撑类似的趋势判断。国际能源署（IEA）此前就曾预计，2022年，无排放汽车和卡车会占全球新车总销量的13%，到21世纪末，这一占比有望达到30%。
【资料图】
图源：Pixabay
事实上，电动汽车并非近些年才发明出来。早在1881年，法国工程师古斯塔夫·特鲁夫就制造出了世界上第一辆电动汽车，并用铅酸蓄电池为该车提供动力。
不过，这辆车仅有15km/h的速度和16km的续航里程，整体效率甚至都比不上马车。要知道，一架马车的平均时速是20km/h，最快可以达到100km/h，可连续奔跑100km。因此，当时的这款电动汽车并没有引起过多的关注。
之后，得益于电池工艺的进步，电动汽车也一度与燃油汽车拉开差距。其中，比利时赛车手卡米尔·耶纳齐在1899年4月29日用自研的电动汽车创造了105.88 km/h的速度。到19世纪末20世纪初，电动汽车也迎来了短暂的辉煌期。其中，在1899年和1900年，电动汽车销量远远超过其他动力汽车。然而，由于无法满足续航里程需求，电动汽车也逐渐被燃油汽车超越，陷入了近百年的沉寂。
如今，种种迹象显示，电动汽车正要迎来属于它的辉煌时代。不过，动力电池生产原材料紧缺正对电动汽车称霸交通领域带来掣肘，而电池回收或许将成为打破这一困局的关键。
电动汽车时代到来
在被燃油汽车统治多年的交通市场上，一场变革正在高调发生。近年来，中国、日本、韩国、美国等主要国家大力发展新能源汽车，全球电动汽车销量整体呈增长趋势。业界认为，电动汽车将是全世界未来10年发展最快的产业之一。
国际能源署发布的《清洁能源进展跟踪报告》指出，2021年全球电动汽车销量翻了一番，占整个汽车市场的9%。该报告预测电动汽车销量在2022年将再创历史新高，占全球轻型汽车总销量的比例将升至13%。
事实上，交通工具电气化已是一个相对确定的趋势。在全球应对气候变化、倡导使用新能源的背景下，传统汽车以燃油来作为动力源已逐渐不被大众所接受。全球范围内，多国政府都制定了相关政策，力图推动汽车制造商进行业务换轨，同时也激励消费者做出改变。
比如美国加利福尼亚州和纽约州就出台了规定，到2035年逐步淘汰所有仅使用化石燃料的汽车的销售，其目标在于到2037年将乘用车污染减少25%。欧盟在2022年6月8日通过的一项提案规定：从2035年开始在欧盟境内停止销售新的燃油车（包括混合动力汽车）。
可以预见，电动汽车的使用将在全世界变得越来越普遍。然而，动力电池的核心材料锂、钴、镍等都是稀缺资源，电动汽车的流行将不可避免地让这些原料供应捉襟见肘。相关数据预测，到2050年，全球对锂的需求会增加20倍。
自2020年以来，原材料紧缺叠加新冠疫情的大流行导致产能出现下滑，“电池荒”已经对电动汽车产业造成较大的困扰。2020年2月，奥迪公司就公开承认由于动力电池供应不足导致e-tron短暂停产；2021年1月，特斯拉CEO马斯克就预计，即使电池供应商以最大速度生产，2022年及以后的电动汽车电池供应仍会严重紧缺；2021年3月，蔚来汽车创始人李斌也表达了该年二季度电池供应将遭遇最大瓶颈的困境。
在这一背景下，电池回收技术引起了电动汽车行业的关注——既然原材料有限，那将材料重复利用也不失为一个好办法。目前，欧洲及北美的多个国家都在支持电池回收产业的发展。欧盟最近提出了针对电池制造商的广泛回收法规；北美企业如Redwood Materials和Li-Cycle等，也正在迅速扩大其运营规模。
让旧电池成为新电池的原料
国际能源署指出，生产一辆传统汽车平均需要消耗的金属矿产约为33千克，而电动汽车则超过200千克，是传统汽车的6倍。这也意味着，要支撑日益增长的电动汽车产量，需要有足够多的金属矿产量。而现实是，矿产资源有限的，伴随着市场价格的水涨船高，也将给电动汽车生产商带来巨大的经营压力。
综合考虑下，电池回收似乎成了缓解金属材料紧缺的一个有效途径。让旧的动力电池成为新电池的生产原料，听起来确实是一个不错的方案，然而，电池回收本身也并非易事。
以目前主流的锂离子电池的回收为例，一般的回收操作是先将电池零件粉碎成粉状颗粒，然后进行熔化（火法冶金）或者溶解到酸液中（湿法冶金），从而回收其中的金属物质。不过，由于锂电池是由很多不同的部件构成，拆卸过程存在爆炸的安全隐患。这一回收过程成本过高且回收产品的价值不高，导致市场没有过多动力去推动这个产业。如今，随着电动汽车需求的不断提升，回收旧的动力电池已然是一个前景值得期待的产业。
根据咨询公司Circular Energy Storage的数据，2021年全球有超过60万公吨的可回收锂离子电池和相关制造废料。预计到2030年，这一数字将超过160万公吨。
目前，多个科研实验室正在努力改进电池回收技术，以期找到一个既标准化也很环保的回收技术，为即将暴涨的锂电池需求做好准备。旧电池回收技术的进步，让一切有了新的转机。
电动汽车可观的发展前景也吸引了越来越多的企业进入电池回收行业，比如Redwood Materials和Li-Cycle，它们从公共和私人投资者那里获得了数十亿美元资金并开始扩大经营规模。其中，Redwood Materials使用的就是湿法冶金的工艺从废旧电池中回收钴、锂和镍等有价值的金属。Li-Cycle则声称其专有的旧电池回收工艺可回收高达 95% 的有价值材料。
在中国，包括宁德时代、蔚来汽车等新能源企业和汽车厂商，也在大力推进旧电池回收。对这些企业而言，电池回收业务能否带来营业收入还只是其次，更重要的是，在金属原材料稀缺的背景下，任何可以获得制造电池所需要材料的工艺，都可能决定该企业在未来市场竞争中能否取得胜利。
电池回收在中国
目前来看，中国的电动汽车产业发展在全球遥遥领先。国际能源署发布的《2022年全球电动汽车展望报告》显示，2021年全球汽车销量的净增长都来自电动汽车，其中，中国的销售额最高，同比增长了两倍。与之相应的，我国的电池回收产业也处于世界前列。
一直以来，我国政府都非常支持动力电池回收产业。2018年，工信部、科技部等七部委联合印发了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，明确汽车生产企业应建立动力蓄电池回收渠道，负责回收新能源汽车使用及报废后产生的废旧动力蓄电池。
之后数年，多部门陆续出台了多部相关政策法规，推动旧电池回收行业发展。其中，在2000年，工信部印发《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件（2019年本）》和《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法（2019年本）》两个行业规范文件，引导新能源汽车行业的持续健康发展。
2021年，工业和信息化部、科技部、生态环境部、商务部、市场监管总局联合印发《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》。文件提出，鼓励梯次利用企业与新能源汽车生产、动力蓄电池生产及报废机动车回收拆解等企业协议合作，加强信息共享，利用已有回收渠道，高效回收废旧动力蓄电池用于梯次利用。
相关政策也带动大批企业进入电池回收赛道。数据显示，截至2022年8月底，我国现存动力电池回收企业数量已突破6万家。其中，在2015年，宁德时代就通过收购邦普循环发力动力电池回收领域；2022年5月，宝马集团宣布与华友循环携手在新能源汽车领域，打造动力电池材料闭环回收与梯次利用的创新合作模式；8月，广汽埃安与赣锋锂业建立合作关系，将在锂资源开发、中游锂盐深加工及废旧电池综合回收利用各层面的深入合作。
在未来数十年内，动力电池需求将伴随电动汽车的发展迎来指数级增长，在借助旧电池回收手段来缓解生产原料稀缺的同时，业界也在积极开发突破性电池技术，进而克服传统锂离子电池存在的缺陷，以提升电池性能。
一直以来，电池技术是制约电动汽车产业发展的一大难题。电动汽车使用的锂离子电池普遍有着价格昂贵、笨重、能量密度低等缺点，并且其依赖的液体电解质在碰撞时极易起火，这也让很多车主对电动汽车望而却步。只有解决了锂离子电池这些性能上的缺陷，电动汽车才具有更高的竞争力。
2020年底，一家名为QuantumScape的硅谷初创公司声称已经开发出全新的锂金属电池，该公司采用固体电解质（陶瓷）克服了传统锂离子电池存在的缺陷。2021年，“锂金属电池”入选《麻省理工科技评论》“全球十大突破性技术”，这既是对该项技术的认同，更是对技术背后电动汽车产业趋势的肯定。
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参考资料：
1.简书：《世界上第一辆电动汽车》；
2.《一辆电动汽车需要多少碳酸锂/钴》
3.动力电池回收难，千亿市场的“低利润高门槛”真相_腾讯新闻 (qq.com)
