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浅析电动车电池重复利用现状

钜大LARGE  |  点击量:764次  |  2018年07月13日  

日产汽车公司提高再生材料使用率,实现循环型回收利用。并且建立起了直接回收利用混合动力车等的电池的体制。


纯电动汽车(EV)和混合动力车(HV)等新一代汽车之所以被称为“环保车”,是因为其行驶时排放的二氧化碳少。不过,汽车企业在回收利用领域也在积极致力于“环保”。


日产汽车2010年12月上市的纯电动汽车“LEAF”(聆风)与该公司的其他汽车相比,使用了大量的回收利用材料。其中包括利用废旧保险杠再生的保险杠、利用PET瓶再生的纤维及利用回收塑料制成的内饰材料等。


日产将截至2016财年的中期环境行动计划“日产绿色计划2016”(NGP2016)定位为实现中期经营计划“日产Power88”的重要战略。这是该公司首次把中期环境行动计划与中期经营计划挂钩。


减少新的资源消费


日产绿色计划2016的核心之一是“新开采天然资源的最小化”。具体来说,就是在2016财年之前,将每辆新车使用的再生材料比例从2010财年的20%提高到25%。为此,日产正在努力建立独自的循环型回收利用体制,利用制造汽车时产生的废弃物和废旧汽车,再生制造相同品质的部件材料。


在制造过程中,按照车体和车门的形状冲制钢板和铝板会产生边角料。钢板的边角料比例约为4成,铝板约为5成。日产从2011财年开始与钢铁企业和铝企业合作,在原生材料中掺加边角料,再生生产钢板和铝板。通过这一举措,新开采的铁矿石估计可减少2%。


日产还致力于回收报废车的铝轮毂。2011财年的月回收量为212吨。这些铝轮毂会得到重复利用,或在熔化后进行回收利用。工厂产生的保险杠边角料与废旧保险杠在去除涂层后进行粉碎,用于再生生产新车保险杠。自从2010年以来,日产采用的通过循环型回收利用重获新生的保险杠共计27万根。


国际能源署(IEA)等机构引用的数据显示,汽车需求预计将在2050年迎来顶峰,达到现在的2~3倍。而天然资源并非无穷无尽。到2050年,要想让新开采的天然资源的总使用量维持与2010年相同的水平,每辆新车的再生材料使用率需达到70%。


日产策划与先行技术开发本部材料技术部车辆项目材料开发部主管福井孝之说:“除了玻璃等材料,在理论上,再生材料使用率可以提高到8成。”


界首创“混合动力车电池to电池”


其他汽车企业也在对纯电动汽车和混合动力车的废旧电池进行回收利用。这两种汽车的电池和马达中,含有镍、钴等稀有金属,以及钕、镝等稀土。如果企业自行进行回收利用,那么,即使出现电池材料价格暴涨、出口限制等情况,企业也可继续进行生产。丰田汽车公司在全世界率先开发出了从混合动力车的废旧镍氢电池中提取镍,重新作为电池原料使用的“电池to电池”回收利用技术。该技术已于2010年10月实现商业化。


提取的镍8~9成用于汽车镍氢电池。剩余1~2成作为废料,充当不锈钢的原料。提取钴和稀土的技术也有了眉目。提取设备已于2013年1月建成。


丰田还在致力于回收利用混合动力车马达使用的稀土。开发出了从马达中提取磁铁的自主技术。


丰田还从今年开始重复利用电池。该公司的混合动力车“普锐斯”每辆使用28个镍氢电池模块,1个电池模块包含6个单元。在回收的废旧电池中,大多还包含能够使用的模块和单元。如果将其用作维修更换的电池,就可以减轻用户的经济负担。丰田力争将来使回收利用电池的价格降到新品的一半。


丰田于1997年上市的第一代“普锐斯”与混合动力车的电池组。回收后进行重复利用或回收利用。


即使不能用于汽车,还可以作为“定置”设备使用。从2013年4月开始,丰田向销售店提出了创建节能门店的建议,提议销售店使用由太阳能发电与蓄电池组成的系统。2013年下半年以后,在日本关东地区和中部地区,预计会有越来越多的门店设置该系统。


自从1997年第一代普锐斯上市以来,丰田共回收废旧混合动力车电池3万块。现在的年回收量为几千块。到2020年以后,回收数量有望达到1年数万块,为此,丰田正在加紧构建回收利用体制。


本田在2012年4月,与日本重化学工业公司合作,在全球率先确立了利用混合动力车镍氢电池量产钕的技术。日本重化学工业设置了钕回收利用设备。


需要通过技术革新开拓用途


本田的混合动力车车“Insight”。2010年以后上市款式的电池使用了稀土。


本田公司的汽车中,电池使用了稀土的是2010年以后上市的车型。在东日本大地震引发的海啸中,尚未上市的约380辆崭新的混合动力车泡水,通过对这些汽车的电池进行回收利用,本田成功提取出了纯度超出原生原料的钕。


2013年3月,本田首次向电池企业供应了提取的稀土。并于2013年6月宣布,与TDK公司合作,把从混合动力车中提取的稀土用于混合动力车的马达等。


本田已经开始为混合动力车改换锂离子电池。因此,还要在电池之外寻找稀土的新用途,例如本田车的马达等。环境安全标准室的开发技师加藤久说:“首先考虑在公司内部进行循环型回收利用,但在今后,内部用途估计有限。我们要放眼社会,为社会做出广泛的贡献。”


随着新一代汽车的发展,新技术将不断投入使用。在开展回收利用之时,也需要考虑通过技术革新改变用途。


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