電動車的崛起帶動了汽車這改百年的產業走向轉型路線,雖然在產生動能的過程中電力是具有較傳統燃油引擎更潔淨的驅動方式,但是它背後所伴隨的隱形成本也一直是車壇所議論的話題,除了電力生成的環保性問題之外,最令人頭痛的莫過於除役電池的處理了。

現有的電動車技術來說,電池的壽命一般為 8 年或 12 萬公里,但這也僅是最佳的實驗室數據,在實務應用上,電池壽命往往只有 4 到 6 年壽命,電池容量衰減到 80% 之後,就不再適用於驅動汽車。

以這樣的時間週期來回推,意味著目前世界上的幾個電動車銷售大國正面臨第一波電池汰換潮,根據中國汽車工業協會統計,2013 年中國新能源汽車銷售約 1.76 萬輛,2014 年約 7.48 萬輛。到 2020 年左右,這些新能源汽車的動力電池已經到了退役期。中國汽車技術研究中心曾預測,2020 年中國國內累計退役的動力電池,超過 20 萬噸(約為 25 GWh)。作為對比,據中國汽車動力電池產業創新聯盟發佈的數據,2020 年中國國動力電池累計銷量為 65.9 GWh。

電池的淘汰意味著新品將被製造,順勢帶動了整個電池相關的概念股,但這同時也是一把雙面刃,汰換下來的電池處理,也許比起製造來說更加頭疼。

現階段電動車電池主要為成本較低的磷酸鐵鋰電池和續航力更好、但成本也更高的三元鋰電池,此外還有部分的鈦酸鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰電池。

鋰離子電池內含鋰、鎳、鈷和錳等重金屬元素,同時電解液中含有六氟磷酸鋰等高毒性物質和揮發物。如果處理不當,數量如此之大的退役電池,勢必會對生態環境造成不良影響,新能源車的「環保」屬性也將大打折扣。此外,如果處理過程中操作不當,也會引發燃爆、觸電和腐蝕等安全隱患。

目前對退役電池回收處理主要有兩種方式,分別是梯次利用和再生利用。梯次利用是讓退役的動力電池重新被利用。當電池實際容量降低到原來的 70% 到 80% 後,雖然不再適用於汽車,但卻依然可用於動力和續航需求較弱的低速電動車、通信基站和儲能設備等。

對退役動力電池梯次利用存在一定技術門檻。動力電池通常是根據不同車廠的特定車型定製,不同車廠的動力電池之間,結構、規格和參數存在較大差異。即使是同一車廠同一車型同一批次的動力電池,到了退役時間,其剩餘容量、電壓和內阻也不會完全一樣。

而這些因素都增加了對退役動力電池梯次利用的難度和成本。電池回收後,需要先進行檢測,然後根據不同來源、不同規格和不同容量進行分類,最後才是重組再利用。

再生利用則是指,讓電池徹底報廢,對廢舊電池進行拆解、破碎、分選、材料修復或冶煉,提取鋰、鈷、鎳、錳等金屬元素,然後利用這些材料再造電池。

退役的磷酸鐵鋰電池,一般循環壽命為 2000 次至 6000 次,更加適合梯次利用。而退役的三元鋰電池僅為 800 次至 2000 次,且由於其含有價金屬(鎳 12.1%、鈷 3%、鋰 1.9%),則適合直接再生利用,但實務面的執行具有重重的難度,包括政府是否具有完善的政策計劃、自出廠到回收整體體系的建立,回收方式的定義等等,都將牽動電池模組的被回收率,體制建立是需要時間的,但是電池的汰換速度卻已接踵而至,雖然台灣電動車市場規模稱不上龐大,但依照第一部電動車正式掛牌上路的時間點來看,我們其實也正面臨著除役電池的處理困境。