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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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