【導讀】“全生命週期管理”有望成為解決鋰電池諸多問題的有效手段，可分為設計生產、一次使用和梯次利用與回收三個階段。
電動汽車、智能手機、智能手環、掃地機器人……電子產品已經逐漸成為人們的必需品。隨之而來的，是動力與儲能電池越來越廣泛地應用於生產和生活的各個領域。在這個過程中，大容量電池的安全性、廢舊電池的回收處理和梯次利用等成為社會關注的焦點問題。
近日，由上海空間電源研究所牽頭、以“動力與儲能電池系統全生命週期管理”為主題的第627次香山科學會議學術討論會在上海召開。與會專家指出，我國應建立對動力與儲能電池系統的全生命週期管理，加強資源綜合利用，共同促進社會可持續發展。
鋰電池困局待解
據中國化學與物理電源行業協會統計，中國已成為全球鋰電池發展最活躍的地區。2016年，中國鋰電池市場規模約為1115億元，動力鋰電池需求605億元，同比增長65.8%。2020年，動力電池需求量將達到2015年的5倍。
“雖然我國電池產量世界第一，但是單位產能利潤低於日本。”上海市科委副主任秦文波在會議中指出，我國電池行業之所以出現高產量、低收益現象，原因在於缺乏自主知識產權。我國在鋰電池的核心原材料及部件水平、製作工藝上，都與發達國家存在一定差距。
新能源汽車的續航能力是鋰電池水平的突出反映。數據表明，2017年我國新能源汽車保有量為153萬輛，預計2020年將突破500萬輛大關。“但大多數電動汽車電池的續航能力，可能無法支撐車輛從上海跑到合肥。”一名與會專家說。
使用後的鋰電池則留下了諸多隱患。此次會議執行主席、廈門大學教授、中國科學院院士孫世剛表示，廢舊的鋰電池存在爆炸等安全隱患，且對環境汙染嚴重。
全生命週期管理
在專家們看來，“全生命週期管理”有望成為解決鋰電池諸多問題的有效手段。清華大學汽車工程系教授張劍波介紹說，全生命週期管理可分為設計生產、一次使用和梯次利用與回收三個階段。
會議執行主席、上海空間電源研究所研究員解晶瑩則認為，對鋰離子電池狀態進行準確的評估和預測，是電源系統高效利用的關鍵。“基於狀態評估與預測的電池全生命週期管理，其核心還是對電池狀態的在線診斷與預測。一方面，針對服役時間較長的電池系統，須對其不同生命階段的性能進行評估與預測；另一方面，也需要對電池系統全生命週期下的安全性能演變進行評估。”她說。
而梯次利用廢舊電池有望促進循環經濟。例如，對於使用過的低容量鋰電池，可應用於低速車與儲能，待容量耗盡後可進行破碎分解，提取出有效物質。
目前，研究人員已在鋰電池的回收工藝上取得一定進展。中南大學資源加工與生物工程學院教授孫偉在會議報告中介紹說，其帶領的團隊已經開發出以廢舊負極石墨作還原劑的回收新工藝。“這一過程更加高效低廉，能充分利用其蘊含的熱量和還原性，同時富集回收的鋰資源，具有環保和經濟效益。”他說。
有效監管亟待出臺
在專家們看來，當前電池生產、使用、回收等各環節監管還處於無序的狀態。
“前期電池的設計生產階段，相關機構還沒有設立標準並進行有效監管。”張劍波表示，鋰電池的設計是實現綠色環保化材料分解回收的前提基礎。
此次會議執行主席、中科院物理研究所研究員、中國科學院院士陳立泉認為，回收責任主體亟待規範。“究竟應當由誰來回收電池，是生產者還是使用者？這個問題應當得到重視。”
與會專家指出，國家應明確相關法律制度，對生產品消費後的回收處理和再生利用階段的責任歸屬予以規範。同時，行政管理部門應加強市場調控、優化組織管理，進一步完善對全生命週期系統的監管機制。
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