当电池成为低碳能源时代能源安全竞争的关键因素时,这是一个不容忽视的棘手问题,但也是一项具有长远效益的投资。
放眼中国汽车市场,2023年销量首次突破3000万辆,同比增长12%,其中新能源汽车销量949辆5万辆,同比增长37辆9%是主要的销售驱动力。
在新能源的带动下,中国汽车出口也创下新高,2023年出口491万辆,同比增长57辆9%,成为世界第一大汽车出口国。 但在繁荣之下,也存在着一个秘密危机,比如新能源动力电池的首创。
在环保外套下
发展新能源汽车的合法性之一是“环保”,但如果动力电池不合适,对环境的危害很大。
锂离子电池已经成为新能源汽车推广的综合解决方案,具有全方位性,但在成为“六边形战士”的过程中,为了整合能量密度、循环次数、快充、安全成本等能力,锂离子电池也在阴极集成了镍、锰、钴等重金属。
如果损坏并暴露在空气中,动力电池电解液中的六氟磷酸锂也很容易水解产生五氟化磷和氟化氢等有害物质。 1.快速20克手机电池可以污染1平方公里的土地50年,当换成几百公斤的动力电池时,它对环境的影响可想而知。
一旦以矿物形式深埋在地下的镍、锰、钴等重金属,通过报废动力电池的介质暴露在大气和土壤中,处于食物链后端的人类在传递和聚集的作用下,自然成为其最终的储存载体。
新能源汽车要想持续发展,动力电池必须提上议事日程,中欧美三大经济体也在出台相关法律法规。
在环保方面,认真“左打右战”的欧洲自然走在了前列,最新的欧盟电池法规(以下简称“新欧盟电池法”)将于2023年8月17日正式生效。
新欧盟电池法的立法过程长达三年,涵盖3章、96个协议和15个附件、143个法规可谓全面,但其核心内容可以概括为:动力电池、谁生产和进口、谁负责**。
为了落实“谁带谁”的标准,新的欧盟电池法将所有在欧盟销售的电池分为5大类:便携式电池、工业电池、电动汽车动力电池、SLI电池(汽车等携带的小型电池)和LMT电池(电动自行车电池),并对不同阶段给出了明确的要求。
其中,动力电池率先率自然是重点,2027年率将达到50%,2031年将达到80%。
清晰可辨、不可擦除的碳足迹声明和标签“是重要的实施手段,所有容量超过2kWh的电池都必须有这个碳足迹标签,包括电池制造和进口的全过程。
通过“碳足迹标注”的管理方式,欧盟在脸上回应了环保主旋律,在内部又拿起了一件政策武器。
在新的欧盟电池法通过后不久,法国**发布了一份新的电动汽车补贴清单,此前法国市场上最受欢迎的三款电动汽车——达契亚春天、特斯拉Model 3和名爵MG4,都被排除在外。
这三款车最大的共同点是,它们都是在中国制造,然后出口到法国市场。 这三款车在法国被“拒收”的原因是它们在制造和运输过程中排放了过多的二氧化碳。
法国环保品牌无疑是在给中国炙手可热的新能源产业泼冷水。 新能源转型不仅是一场环保运动,更是一场大国企业,商场是战场,如果没有长远的战略,就会有近期的顾虑。
持续时态
在所述电池实施例中,梯次利用是首先要考虑的,如果动力电池本身在从电动汽车退役后仍处于良好状态,那么可以向下循环到储能设备使用,或者修理、分解为低速电动出行工具使用。
这很符合我们人生的智慧,就像小时候的“四轮驱动”一样,电池放电容量降低后,也可以安装在电视机和空调的遥控器上,榨取它的残值,但动力电池的复杂程度远远超出了我们的想象。
储能设施的高容量存储需求决定了如果将动力电池作为储能单元,往往需要多个电池的配合,报废汽车中的电池一般会很旧,虽然动力电池循环次数应满足10年或15年的使用寿命, 但电池衰减并非完全线性。
特斯拉的联合创始人Jb.Straubel表示,当循环进入后期时,电池容量和效率会下降,每个电池的衰减会有所不同,将这些电池作为储能载体部署到电网将是极其困难的。
而且即使完成了梯队利用的任务,电池最终也会迎来被处置的命运,所以与梯队利用相比,Jb.Straubel 更喜欢在原材料层面进行拆解**,这是“推动世界走向可持续发展”的有效方式。
j.b.施特劳贝尔也在践行这一理念,在将Model 3打造成全球热门车型后,他选择离开特斯拉,成立红木材料公司,投身电池行业。
2022 年 1 月,松下宣布将开始与 Redwood Materials 合作,开始向与特斯拉合作的内华达州 Giga Nevada 电池生产厂供应铜箔,铜箔来自旧电池。
随着传统汽车制造商大众汽车向电气化转型,它还计划在其首届Power Day上实施电池**战略,瑞典电池制造商Northvolt是其主要合作伙伴。
最近,Northvolt通过与Norsk Hydro的合资企业Hydrovolt建立了欧洲最大的电池工厂。 用 Hydrovolt 首席商务官 Andreas Frydensvang 的话来说,“我们实际上将建造一个地上矿山,作为传统采矿业的替代方案。 ”
目前,中国最大的动力电池企业是广东邦普,背后是全球动力电池巨头宁德时代。
因此,布伦普最大的优势自然是可以低成本获得大量退役动力电池,自然有利于获得健康的商业回报。 另一方面,规模化加工也可以给Brunp带来技术迭代和产线优化,使企业进入快速发展的正循环。
完美闭环
例如,2018年,七部委联合发布《新能源汽车动力蓄电池使用管理暂行办法》,强调“动力蓄电池承担生产者责任延伸”,明确车企是电池责任主体。
但是,不同技术规格和路线的电池拆解仍然是一个问题,而且电池的形式多种多样,包括VDA、CTP和CTC电池,电池内部的电芯也大不相同。
同时,国内老旧电池的主流依然是二手商和小作坊,非标拆解的背后,存在着潜在的生产安全和环保问题,风险依然叠加在动力电池的陆续退役中。
显然,动力电池远未走上正轨。 但是,动力电池要重视并采取行动,这不仅是一个潜在的巨大问题,也是一个有待开发的宝藏。
关于与Redwood Materials合作,将**材料制成的铜箔提供给特斯拉在内华达州的超级工厂,松下表示,“这将是电池首次以闭环方式进行**、再制造并返回同一家工厂。
Redwood Materials计划在内华达州Gigafactory附近购买一块100英亩的土地,并计划建造一个价值20亿美元的工厂,到2025年每年将为100万辆电动汽车生产100GWh的阴极活性材料和阳极箔。
特斯拉表示,以1000kWh电池的原材料,可以制造出921kWh的新电池,这意味着效率可以达到92%。
因此,除了环保之外,如果特斯拉实现其金属**目标,它将大幅降低电池生产成本,并使其电动汽车更实惠。 除特斯拉外,福特汽车有限公司还与红木材料达成了**协议。
大众汽车的原材料效率预计为80%,这显然没有达到大众汽车的预期,而大众汽车的计划是通过加强与**供应商的合作,实现95%的原材料效率。
因为这不仅关系到欧盟《关键原材料法案》中“20%的原材料必须来自欧盟内部**利用”的要求,还关系到其未来电动汽车的制造成本,这决定了其车型的竞争力。
对于以实现新能源转型为目标的中国汽车产业来说,电池也关系到自身竞争力的可持续性,以及推进走出去、摆脱内卷的良好期待,这是一个潜在的风险,也是有待挖掘的宝贵财富。
这篇文章的作者是孙小树,一个踢车帮。