“廢舊電池污染”，電車想克服這個短板

是否還有人記得，2018年那會，各界討論國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)時所焦慮的問題？

自從上世紀(jì)（參數(shù)丨圖片）八十年代初，我們堅定地走上引進合資道路起，三十五年以來我們的企業(yè)扎扎實實地從每一個環(huán)節(jié)開始，完全掌握了最先進的汽車制造技術(shù)，甚至部分企業(yè)在這一過程中壯大成為了全球排名領(lǐng)先的巨頭。然而表象之下，國內(nèi)整車集團缺乏具有真正影響力的自主品牌，“大而不強”的事實，曾經(jīng)令所有人痛苦。

關(guān)鍵的機遇，實際在十三年前就已經(jīng)出現(xiàn)。2012年，隨著國務(wù)院發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012―2020年）》，經(jīng)由國家政策引導(dǎo)，我們的汽車制造企業(yè)乃至整個產(chǎn)業(yè)體系，開啟了一場持續(xù)十余年的新能源汽車革命浪潮。

這場變革的整個過程，無論C次元還是汽車公社，已經(jīng)有過許多文章以多個角度來描寫以及闡述。所以這里對其過程不再累牘，我們只說結(jié)果——

2025年全年，國內(nèi)新能源汽車銷量高達1649萬，總保有量3689萬輛。同時中國汽車出口以709.8萬輛規(guī)模壓倒第二位日本（尚未發(fā)布詳細數(shù)據(jù)，初步統(tǒng)計不足四百萬輛）的同時，出口新能源汽車規(guī)模拉升至261.5萬輛，比例接近36.8%。

勝利是顯而易見的，但我們遠未到達可以慶祝的時刻。因為這種借助技術(shù)路線的演變所帶來的結(jié)構(gòu)性變革，必然產(chǎn)生重大次生性問題。補能體系建設(shè)、新的汽車價值評估標(biāo)準(zhǔn)（二手車）、車險行業(yè)的應(yīng)對和改變等等，這些都是當(dāng)前亟待解決和適應(yīng)的問題。

▲報廢新能源汽車是報廢汽車的一種，但其處理措施和手段與報廢傳統(tǒng)燃油車完全兩碼事，其中關(guān)鍵便是動力電池的處置

但與上述需要逐漸調(diào)整和適應(yīng)的茂頓相比，有一項迫切需要解決的關(guān)鍵因素，正對整個中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的前途帶來挑戰(zhàn)——退役動力電池回收循環(huán)問題。

根據(jù)媒體報道，2024年國內(nèi)動力電池的退役總量約為40萬噸。

這個總重量的數(shù)據(jù)比較簡單粗暴，換算為吉瓦時（GWh，百萬千瓦時）根據(jù)磷酸鐵鋰/三元鋰等電芯能量密度，大致在60~80之間。而根據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心的測算，去年國內(nèi)退役動力電池總量將達116GWh。并且這個數(shù)據(jù)到了2030年，將會膨脹至171吉瓦時以上，折算成重量單位大致在100~130萬噸規(guī)模。

與退役淘汰規(guī)模相比，我們的回收能力是明顯不足的。例如在去年初，媒體在給出了2024年退役總量40萬噸這個數(shù)據(jù)的同時，也強調(diào)了其中有30萬噸得到循環(huán)利用這個關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

最近五年來，新能源汽車的關(guān)鍵性原料碳酸鋰的價格起起落落，然而考慮到鋰的總儲量這并非一種可以任意揮霍的資源。更何況，三元鋰電池還需要添加其他稀有金屬成分。但現(xiàn)實中卻存在諸多限制，制約了作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵配套的回收體系的建設(shè)。而其中尤以諸多通用標(biāo)準(zhǔn)的缺失，最為關(guān)鍵。

老體系面臨的新問題

我國有一個現(xiàn)成的成熟、高效的廢舊電池回收產(chǎn)業(yè)——鉛酸電池拆解與回收綜合利用體系。

從汽車的啟動電瓶，到為廉價電動自行車、電動叉車提供能源，乃至于為通信基站以及其他重要設(shè)施充當(dāng)UPS等等，鉛酸電池的運用場景曾經(jīng)堪比今日的鋰電池。只是其能量密度更低、循環(huán)壽命也要低上很多。

在之前的二十年時間里，通過產(chǎn)學(xué)研、資本與企業(yè)，乃至于隱身幕后的政府多方的不懈努力，我國擁有全球最完善也是最成熟的，鉛酸電池回收體系。如同上文所闡述的用途，任何一枚鉛酸電池到了壽命的話，可以通過常規(guī)廢棄物回收系統(tǒng)回收，然后交由專門的拆解工廠進行處理，并且最大限度回收廢棄電池內(nèi)的可用材料。

經(jīng)過徹底的拆解，塑料外殼以及蓋板可以如同再生塑料那樣進行粉碎然后回收。而根據(jù)型號的不同，電池的正負(fù)極板、匯流排都含有大量的鉛、銅、鋁等金屬材料，設(shè)法分離后可以回爐加工。

當(dāng)然，這里并不是因為鉛酸電池回收行業(yè)的成熟，而是拿來作為反例對比目前還不成熟的鋰電池回收體系，畢竟兩者在諸多方面具有極大的差異。

首先，鉛酸電池的分解以單個電瓶為單位，單體電壓只有12V，基本不會出現(xiàn)觸電事故。其次是鉛酸電池發(fā)展到今天，富液式已經(jīng)非常少見，主流產(chǎn)品內(nèi)部電解質(zhì)為膠體，而即便富液式電池內(nèi)部電解液也不易燃，同時沒有嚴(yán)重腐蝕性。

總的來說，只要做好必要的防護工作以及遵守基本安全規(guī)章，即便人工拆解鉛酸電池也是非常安全的。且整個回收的成本并不算高，而獲取價值也不算低，在現(xiàn)有技術(shù)下環(huán)保風(fēng)險也并不算高。

但同樣的體系，并不能直接照搬過來。因為鋰電池的回收工藝，相對要復(fù)雜許多，整體投入會高至少一個數(shù)量級。

以電動汽車用動力電池包為例，回收企業(yè)首先是針對整個電池包進行拆解，取出組件后進一步拆解電芯。而無論是比較老的400v電池包還是新一代的800v電池包，考慮其電壓和電流危險性與鉛酸電池不可同日而語。

更何況，目前鋰電池的標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，各家企業(yè)都是各走各的路線，從標(biāo)準(zhǔn)圓柱形電芯到矩形電芯，甚至是軟包電池，電芯尺寸不一規(guī)格差異很大，甚至部分車企一個勁研發(fā)車身電池一體化技術(shù)。對回收企業(yè)來說，光一個如何把零零總總的電池包拆解開來，就是令人撓頭的事情。

再者鋰離子動力電池的電解液實際高度危險，一旦直接接觸空氣中的水分即發(fā)生劇烈反應(yīng)釋放高熱。而號稱不會發(fā)生電解液劇烈氧化問題的固態(tài)電池概念早在十年前就已經(jīng)出現(xiàn)，直到目前為止也只有少數(shù)企業(yè)能夠拿出幾部樣車。

鋰電池回收模式以及現(xiàn)存問題

國內(nèi)早幾年有過一段，部分采用人工手段拆解回收鋰電池的時期。但那時候的經(jīng)驗證明了這種模式不僅低效，而且危險。

在2021年以后，通過國內(nèi)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合探索，現(xiàn)已經(jīng)逐漸摸索出了一套行之有效的高效回收機制，甚至搭建起了高度自動化的回收線。但正如前文所述，整個過程的復(fù)雜程度遠非鉛酸電池要高，同時其仍舊存在一個較大的自動化空白區(qū)——前置的電池包拆解作業(yè)。

▲新能源汽車的動力電池包，復(fù)雜程度遠非鉛酸電池可比

而其根本問題在于，各廠、各品牌差異性巨大的技術(shù)解決方案，乃至于各自出于不同目的而故意形成的差異化。

當(dāng)報廢電池包運到回收企業(yè)以后，首先必須對每個需要拆解的電池包進行深度放電。這個步驟可以通過鹽溶液或?qū)Ｓ迷O(shè)備來完成。而在完成此步驟之后，由于目前的電池包幾乎都有溫控系統(tǒng)，甚至有些還有液體循環(huán)冷卻系統(tǒng)，所以需要進一步對其進行拆解處理，廢棄冷卻液并拆除對應(yīng)系統(tǒng)。考慮到不同廠家自成體系的現(xiàn)實，其復(fù)雜性不用筆者三度強調(diào)。

▲自動化回收產(chǎn)線，但只限于電芯的自動化回收，如何拆解出電芯——請人力操作！

而在完成電池包分解，取出內(nèi)部的電池組件以后，還須進一步將其拆解成獨立的電芯。現(xiàn)階段直到這里為止，多數(shù)工作需要人工完成。因為只有當(dāng)分解獲得電芯之后，才輪得到自動化回收線來發(fā)揮作用。

首先，廢棄電芯要在封閉產(chǎn)線內(nèi)充氮環(huán)境下，拆解外殼并破碎成粉末。破碎后的物料進入無氧或缺氧狀態(tài)下的熱解爐，經(jīng)由高溫烘培處理制成完全干燥的粉末狀碎料。上述過程的作用在于有效分解電芯內(nèi)的有機物，如電解液、隔膜（PP/PE）、黏結(jié)劑（PVDF）等有機物，使其轉(zhuǎn)化為氣體和少量焦油，氣體部分會導(dǎo)入專門的處理系統(tǒng)進行凈化，確保達標(biāo)排放。

整個過程很復(fù)雜是么？但也只是回收鋰電池的第一階段。

在獲得碎料后，便是第二階段的處理，對碎料的精細化篩選。目前最先進的自動化產(chǎn)線，會利用碎料內(nèi)容物在理化層面上不同的性質(zhì)（粒度、密度、磁性）上的差異，通過多級篩分（如滾筒篩、直線篩）、磁選、氣流分選等技術(shù)，高效分離出銅粒、鋁粒、鐵粒以及核心產(chǎn)品“黑粉”（即正負(fù)極活性物質(zhì)）。

對“黑粉”的精細化處理便是第三階段。而具體方法，因電池類型而異。

針對富含稀有金屬的三元鋰電池“黑粉”，采用的是濕法冶金手段。即利用添加還原劑的酸溶液，在特定溫度和濃度下，使鎳、鈷、錳、鋰等有價金屬以離子形式溶解到溶液中。后續(xù)通過溶劑萃取、化學(xué)沉淀、離子交換等化工單元操作，選擇性地將不同金屬離子逐一分離并提純，最終制成硫酸鎳、硫酸鈷、碳酸鋰等電池級原料。

而針對不含鎳、鈷等高價值金屬的磷酸鐵鋰“黑粉”，回收的目標(biāo)就聚焦為鋰材料。通過專用的溶液，酸浸使鋰優(yōu)先溶解，再調(diào)節(jié)pH值等方式去除鐵、磷等雜質(zhì)，最后加入碳酸鈉沉淀出純凈的碳酸鋰。

▲回收的最終產(chǎn)物之一——號稱“白色石油”的碳酸鋰

根據(jù)上文的介紹以及描述，相信各位已經(jīng)能夠?qū)ㄔO(shè)整個回收體系的投入成本，有一定的概念。甚至更進一步，對于如何從根源上繼續(xù)降本的問題，應(yīng)該也有了初步的認(rèn)識。

歸根結(jié)底，鎖住全流程時間成本以及人力成本的瓶頸實際就位于第一個環(huán)節(jié)上，但這個問題卻不是回收企業(yè)這一邊有能力獨立解決的。

健康可持續(xù)地發(fā)展，就不該存在規(guī)范上的空白

說到這里，筆者想起了一段數(shù)年前的舊事。

2021年4月中，彼時筆者受邀前往北京，參加蔚來的二代換電站啟用儀式，并于會后參加了一場由蔚來汽車董事長兼CEO李斌親自主持的與媒體的互動活動。

當(dāng)時很多的細節(jié)已經(jīng)記不太清楚了，但當(dāng)時筆者現(xiàn)場提出的問題，卻還能從筆記本中找到——蔚來在制定換電標(biāo)準(zhǔn)的同時，有沒有考慮過這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格電池到壽后的回收問題？

對于這個問題，李斌當(dāng)時顯得頗有幾分興趣。其現(xiàn)場表示，關(guān)于電池回收的問題，在一開始就有過通盤的考慮。甚至相關(guān)部門的小組，還考慮過自動化回收重用設(shè)備。記得他當(dāng)時用手比劃著“把整個電池包就這么放進去，然后機器給你自動拆解開來，然后一步一步卸下部件，最后把電芯分解開來……”

▲5年前交流活動現(xiàn)場照片

這是非常具有前瞻性的想法，但從那天以后并沒有再聽到過什么聲音。實際上，蔚來所全力推進的標(biāo)準(zhǔn)化換電體系，雖說近年來先后與一堆的整車集團簽過戰(zhàn)略協(xié)議，并且得到了寧德時代的支持，但具體到商業(yè)落地一直沒個準(zhǔn)信。

換電模式的實質(zhì)，是統(tǒng)一的動力電池包規(guī)格。其好處，確實可以說是一大堆，然而關(guān)鍵問題在于其牽涉行業(yè)層面標(biāo)準(zhǔn)的定義權(quán)問題。試問哪家稍有實力的企業(yè)，愿意輕易把權(quán)柄賦予同行并由其說了算？

而現(xiàn)階段，國內(nèi)新能源汽車從電動化的上半場，已逐步進入智能化的下半場。在這個背景下，三電系統(tǒng)特別是電池包發(fā)展并非停滯，而是趨向于更加極致的層面——電池包結(jié)構(gòu)越來越集成化，電池包一體化成型技術(shù)乃至于電池車身一體化方案的運用，使得最新這代新能源汽車的動力電池?zé)o論體積還是質(zhì)量，較之前兩年的同類產(chǎn)品更向前邁進一大步。

▲電池車身一體化方案可以進一步壓縮因為電池導(dǎo)致的車高增加問題，使得新能源轎車的高度可以和同類燃油車基本一致。但是，請想象一下從中拆解出電芯的難度……

但正如前面說過的那樣，這樣的極致化是需要付出代價的。有的電池包使用數(shù)百顆螺絲固定，有的則采用大量膠粘劑（如聚氨酯膠水）進行灌封，以此實現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和熱管理。這種極致化，也使得開發(fā)一套通用的自動化拆解生產(chǎn)線徹底淪為不可能。

然而問題終究是必須要面對的，因為逐年遞增的退役動力電池，你無法對其視而不見。標(biāo)準(zhǔn)之治，乃破局之鑰。而如果單一的企業(yè)，其權(quán)威不足以令整個行業(yè)信服，那么國家力量就必須及時出手，給出所有人都信服的標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)前動力電池回收產(chǎn)業(yè)正面臨“正規(guī)軍不得不采用小作坊手段”的困境，其根源在于電池包規(guī)格不一導(dǎo)致自動化拆解難以實現(xiàn)，而手工拆解不僅效率低下，更伴隨著嚴(yán)重的安全隱患。這種非標(biāo)化設(shè)計，使得本應(yīng)是“城市礦產(chǎn)”的退役電池，反而成了制約資源循環(huán)的瓶頸。

▲鋰在地殼中的豐度有限，并不是一種可以任意揮霍的資源

為此，我們強烈呼吁國家主管部門盡快采取行動，從源頭強化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。當(dāng)務(wù)之急是加速推進動力電池的綠色設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，將易拆解性、易回收性作為強制性技術(shù)指標(biāo)，從設(shè)計端為自動化、規(guī)模化回收掃清障礙。最終使中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)，構(gòu)成一個循環(huán)不斷的發(fā)展體系。

廢棄的動力電池，本是蘊含巨大價值的城市礦山，本應(yīng)在循環(huán)利用中持續(xù)發(fā)揮其價值。也唯有如此，才能確保我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的勝利成果，不會因“回收最后一公里”的短板而得而復(fù)失。