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文档简介

《废旧锂离子电池再生利用电池单体拆解技术规范》

编制说明

一、标准制定的必要性

储能材料在实现大规模能量储存、能源时空转换以及能量

高效利用方面扮演着基石的角色。近年来,电化学储能技术,

尤其是锂离子电池的发展受到了广泛的关注。由于其具有高能

量密度、长循环寿命和环保特性,锂离子电池已成为便携式电

子设备、大规模储能领域和电动汽车领域中极具竞争力的电化

学储能技术。我国已经构建了完整的锂离子电池产业链,其产

能在全球范围内领先,且电池性能达到了国际先进水平。然而,

随着国家补贴的减少和一系列安全事故的发生,国家能源局综

合司发布的征求稿明确规定中大型电化学储能电站不得选用三

元锂电池和钠硫电池。这一政策转变促使比亚迪转向使用LFP动

力电池,进而推动了LFP市场占有率的上升。

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图1预计2016-2025年磷酸铁锂电池(动力电池)退役量及再生利用量

图2预计2016-2025年三元电池(动力电池)退役量及再生利用量

图3废旧锂电池常用材料化学特性及潜在污染

尽管如此,LFP电池的寿命有限,导致大量动力电池在

2016-2026年间退役,储能电站也面临同样的问题。废旧电池的

处理成为了一个亟待解决的问题。当前,国家政策对于梯次回

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收利用的支持力度不足,主要是由于其高昂的成本。此外,LFP

原材料价格的上涨也加剧了问题的复杂性。在这种情况下,废

旧锂离子电池的高值资源化变得至关重要。回收废旧LFP能够有

效缓解原料价格上涨带来的市场波动,实现商业价值。从能源

安全和资源角度出发,资源的回收能够减少国家对外部资源的

依赖。此外,电池回收还具有显著的环境效益,可以降低电池

成本40%,能耗82%,用水量77%,以及二氧化碳排放量91%。随

着动力电池的大规模退役和电力储能锂离子电池项目的广泛应

用,废旧锂离子电池的规模化回收利用已成为行业关注的焦点。

据统计,2022年我国新能源汽车动力电池理论退役量达到23.11

万吨/年,开始进入大规模退役期;预计到2030年,动力电池退

役量将达到237.3万吨/年,呈现爆发增长趋势。面向电力电网

应用的大规模储能市场也将呈现跨越式发展。为了应对这一挑

战,《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出,到2025

年,锂离子电池储能装机规模预期将达到30GW以上。这一目标

的实现需要加强政策引导、完善回收体系、提升技术水平等多

方面的努力。通过综合施策,推动废旧锂离子电池的高值资源

化利用,对于实现能源可持续发展、保障国家能源安全以及保

护生态环境具有重要意义。

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图4国家发展改革委关于印发“十四五”循环经济发展规划的通知

图5发明未来电池的长期大规模研究计划

然而动力及储能锂离子电池的大规模应用带来了前所未有

的巨大挑战,未来十年内体量巨大的废旧锂离子电池面临退役,

处理不当将带来严重的二次环境污染。而现有从事废旧锂离子

电池回收业务的各企业主体所施行的相关电池拆解回收技术成

熟度相差较大,在安全、环保、节能、减排等各项指标及措施

方面未形成行业统一标准,存在高能耗、高污染、高排放的生

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产情况,亟待改进完善。如果针对废旧离子锂电池拆解回收技

术的标准化体系得不到及时建立与落实,废旧电池拆解回收市

场将趋向恶性发展,随之而来的环境污染和生态安全问题将会

给我国努力构建的清洁低碳、安全高效能源体系带来巨大冲击。

因此亟需加快废旧锂离子电池再生利用相关拆解回收技术的标

准化进程,为绿色、安全电池回收行业提供规范指导,推动锂

离子电池上下游产业健康发展。

然而,现有的标准,如T/XYZ0004-2023《废旧材料再利

用技术规范》虽然在一定程度上推动了废旧材料的再利用,但

在实际操作中,对于材料的分类、预处理以及再利用的效率等

方面仍有待提高。具体来说,该标准主要关注材料的初步再利

用和处理,但对于再利用过程中的技术要求和质量控制还不够

严格。

综上所述,我们计划进一步拓展和深化材料再利用技术规

范的覆盖范围和应用层次。针对各类废旧材料的分类、预处理、

再利用的全流程,进行深入研究和技术界定。我们将明确各个

处理环节的工艺要求,以期形成一套完整且实用的标准体系,

填补当前行业在这一领域的空白。这一标准的制定,对于提升

整个废旧材料再利用行业的水平、推动资源的循环利用、促进

节能减排以及实现可持续发展具有重要的指导意义。

二、标准编制原则及依据

国内外情况简要说明:

根据调研,目前车用动力型锂离子电池回收利用领域的国家标

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准分为四大标准系列,见下表1。部分车用动力电池回收利用标

准的征求意见稿已公布,相关标准的报批工作正在加速。

表1车用动力电池回收利用标准体系现状

标准名称状态

第1部分术语和定义2021年立项

第2部分综合利用信息手册研究中

车用动力电

第3部分绿色工厂评价规范研究中

池回收利用

第部分退役技术条件研究中

通用要求4

第5部分分类技术规范研究中

第6部分企业安全生产通用要求研究中

余能检测

第1部分2017年已发布

(GB/T34015)

车用动力电

拆卸要求

池回收利用第2部分2020年已发布

(GB/T34015.2-2020)

梯次利用

第3部分梯次利用要求2021年已发布

(GB/T

第4部分梯次利用产品标识2021年已发布

T3401)

第5部分可梯次利用设计指南2021年立项

第6部分剩余寿命评估规范研究中

拆解规范

第1部分2017年已发布

车用动力电(GB/T33598-2017)

池回收利用

材料回收要求

再生利用第2部分2020年已发布

(GB/T33598.2-2020)

(GB/T

3359)第3部分放电技术规范2021年已发布

第4部分回收处理报告编制规范2021年立项

包装运输

第1部分2020年已发布

车用动力电(GB/T38698.1-2020)

池回收利用第2部分回收服务网点建设研究中

管理规范第3部分装卸搬运研究中

第4部分存储规范研究中

而从电力电网储能锂电池的国家标准建设方面看,我国储能电

池回收利用标准滞后于产业发展。《电化学储能系统溯源编码

规范》以及储能电池回收利用的相关标准正在编制,以期减少

技术标准滞后对相关产业发展的不利影响。

国际标准方面,通过全国标准信息公共服务平台,对美国

(ANSI)、欧洲(CEN)、德国(DIN)、英国(BSI)、澳大利

亚(SA)、新西兰(NZSO)、韩国(KATS)等国家标准学会或

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协会的相关标准进行检索,未查询到涉及废旧锂离子电池再生

利用过程中针对电池单体的拆解技术相关标准。

以上资料调研结果中涉及回收利用过程中电池拆卸或拆解技术

规范的相关标准涉及国家推荐标准、汽车行业标准、团体标准

及地方标准,而本次立项标准与上述标准的区别在于:

1.本项目拟在拆解回收技术规范适用对象(包括动力型、储能

型和消费级锂离子电池单体)以及应用层级(由电池单体或电

芯层级拆解到各个组件或材料层级)两个方面分别进行广度和

深度的拓展。而现有标准,如GB/T33598-2017《车用动力电池

回收利用再生利用拆解规范》、GB/T34015.2-2020《车用动

力电池回收利用梯次利用拆卸要求》仅涉及动力电池回收过

程中针对大型电池配件的拆卸过程以及针对由电池包(组)和

模块解体到单体电芯的工艺流程通用性规范要求,未达到电芯

解体层级;又如QC/T1156-2021《车用动力电池回收利用单体

拆解技术规范》、T/CSAE116-2019《电动汽车用锂离子蓄电池

单体拆解技术规范》、DB34/T3590-2020《废旧锂离子动力蓄

电池单体拆解技术规范》虽涉及电池单体拆解,但适用范围有

限,仅针对动力型锂离子电池(方形、软包为主),而没有涵

盖包括储能级或消费级等不同规格、形状、尺寸、材质的锂离

子电池单体拆解及材料回收技术。

2.本项目拟针对当前各类锂离子电池回收再生技术的特点(特

别是具有绿色、环保、低碳、安全等优势的电池直接再生工艺,

其拆解步骤与再生流程衔接紧密,相关性较强),拓展电池单

体拆解技术的外延与内涵,对包括预处理、分离、筛选、纯化、

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收集等工序的全流程拆解技术要求进行梳理,明确适用于包括

负压收集、机械破碎、高温热解等多种典型电池单体精准拆解

及材料回收方法的技术条件。而现有标准,如T/FSYY0003-

2021《废锂电池预处理技术规范单体拆解》虽在适用对象层面

有所扩展,但在电池单体拆解流程上主要局限在预处理阶段,

对后续衔接工艺的适用场景及技术要求未能有效涉及,因此对

各类电池回收再生方法(特别是电池材料直接再生工艺)的指

导性略有不足。

综上,本项目拟拓展锂离子电池拆解回收技术规范适用对象、

应用层级和覆盖流程,针对废旧锂离子电池再生利用过程中电

池单体的拆解技术细节及界定进行研究,对电池单体(电芯)

的精细化拆解、物料分离及归集回收等工艺要求进行明确,形

成标准规范,填补行业空白,对支撑电池及储能产业顶层设计、

资源循环利用、节能减排及可持续发展具有重要意义。

按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件

的结构和起草规则》的规定起草。

1.本标准参考QC/T1156-2021《车用动力电池回收利用单体

拆解技术规范》、T/CSAE116-2019《电动汽车用锂离子蓄

电池单体拆解技术规范》、DB34/T3590-2020《废旧锂离

子动力蓄电池单体拆解技术规范》、T/FSYY0003-2021《废

锂电池预处理技术规范单体拆解》、T/SPSTS028-2023废

锂离子单体电池精细化拆解技术规范等相关标准起草。

2.参照相关法律、法规和规定,在编制过程中着重考虑了科学

性、适用性和可操作性。

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三、主要试验(或验证)情况分析

适用性:标准在实际应用中表现出良好的适用性,适用于

各类废旧锂离子电池再生利用的单体拆解。但在某些特殊情况

下,仍需根据实际情况进行适当的调整。

流程:标准中的拆解流程设计合理,能够有效降低拆解成

本、提高拆解效率。但在实际操作中,部分环节可能需要进一

步优化。

技术指标:标准中各项技术指标经过实际测试,准确性较

高。但仍需关注指标的动态更新,以适应技术发展的需要。

安全性:标准实施过程中安全风险得到了有效控制,但仍

需加强操作人员的安全培训和技术指导,以确保安全生产的万

无一失。

四、项目背景及工作情况

(一)任务来源

根据《中国国际科技促进会标准化工作委员会团体标准管

理办法》的有关规定,经中国国际科技促进会标准化工作委员

会及相关专家技术审核,批准《废旧锂离子电池再生利用电池

单体拆解技术规范》团体标准制定计划,计划编号为:

CI2023075。本标准由中国国际科技促进会提出并归口。

根据计划要求,本标准完成时限为6个月。

(二)标准起草单位

本标准的主要起草单位是华中科技大学,负责标准文档起

草及相关文件的编制等。武汉瑞科美新能源有限责任公司、安

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徽鲁控智造有限公司、国网山东省电力公司电力科学研究院、

国网浙江省电力有限公司湖州供电公司、北京智慧能源研究院、

清华大学、北海锂能新材料科技有限公司、深圳道童新能源科

技有限公司、湖北景锂环保科技有限公司为主要参与单位,负

责标准中重要技术点的研究和建议,并参与标准内容的讨论。

(三)标准研制过程及相关工作计划

1)前期准备⼯作

项目立项前,标准编制小组查阅、研读相关废旧锂离子电

池再生利用电池单体拆解技术规范文献,广泛搜集与电池拆解

方法相关的材料。同时,标准编制小组安排相关人员,多次与

回收行业专业人员进行调研、交流,⼴泛征求标准制订方面的

意见和建议。

2)标准起草过程

团体标准立项通知公示后,编写人员根据工作计划分工和

编写要求开展了相关工作。在标准起草期间,编制小组主编单

位及参编单位组织了数次内部研讨会,经过多次修改,于2024

年1月下旬完成了标准初稿及编制说明的撰写⼯作。

3)征求意见情况

2024年1月下旬,标准编制小组先后通过现场会议、电话、

微信等多种形式征集⾏业专家相关意见和建议。针对征集的意

见,标准编制小组召开了研讨会,将收集到的意见进行汇总处

理分析,在充分吸纳合理意见的基础上,先后修改和完成标准

内容。

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五、标准制定的基本原则

标准编制过程中,遵循了以下基本原则:

1)标准需要具有行业特点,指标及其对应的分析方法

要积极参照采用国家标准和行业标准。

2)标准能够体现出《废旧锂离子电池再生利用电池单

体拆解技术规范》的技术要素。

3)标准能够为石油钻井行业发挥较大的指导性作用。

4)标准需要具有科学性、先进性和可操作性。

5)要能够结合行业实际情况和井下复杂风险特点。

6)与相关标准法规协调一致。

7)促进行业健康发展与技术进步。

六、标准主要内容

本标准规定了深层钻井工程风险定量评价技术规范,正

文部分共分五章,内容包括标准的适用范围、术语与定义、

含可信度地层压力计算方法、含可信度安全钻井液密度窗口

计算方法、井下复杂情况概率剖面计算方法等。

七、与有关法律法规和强制性标准的关系

遵守和符合相关法律法规和强制性标准要求。规范性引

用文件包括:

GB2894安全标准及其使用导则

GB/T2900.41电工术语原电池和蓄电池

GB5085.7危险废物鉴别标准通则

GB8978污水综合排放标准

GB/T11651个体防护装备选用规范

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GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准

GB15630消防安全标志设置要求

GB16297大气污染物综合排放标准

GB18597危险废物贮存污染控制标准

GB18599一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准

GB/T34015车用动力电池回收利用余能检测

GB/T33598-2017车用动力电池回收利用拆解规范

GB/T39224废旧电池回收技术规范

GB/T33598.3车用动力电池回收利用再生利用第3部分放电

规范

GB40165-2021固定式电子设备用锂离子电池和电池组安全技

术规范

GB50016建筑设计防火规范

GB50140建筑灭火器配置设计规范

GB50395视频安防监控系统工程设计规范

HJ2025危险废物收集贮存运输技术规范

HG/T5815废电池化学放电技术规范

HG/T5816废电池回收热解技术规范

WB/T1061废蓄电池回收管理规范

YS/T1174废旧电池破碎分选回收技术规范

八、重大意见分歧的处理依据和结果

本标准起草过程中没有重大分歧意见。

九、采标程度,国内外同类标准水平的对比情况

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国内外尚没有《废旧锂离子电池再生利用电池单体拆解技

术规范》这方面的标准。

十、后续贯彻措施

做好宣传培训,建议由各行业主管部门组织、主要起草单

位配合开展标准宣贯培训工作,使相关检测人员了解标准、熟

悉标准,掌握标准的各项技术要求,加强示范效应,让标准在

行业内得到广泛推广和应用,使标准的应用落到实处。

对《废旧锂离子电池再生利用

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