（重庆交通大学交通运输学院，重庆 400074）
摘要：动力电池是电动汽车中的关键零部件，是电动汽车中唯一的驱动力来源，但由于动力电池的寿命比电动汽车短，所以在电动车报废前，在经过一定的寿命周期后，将会产生大量废旧动力电池，由于动力电池中含有化学物质和重金属元素，在废弃后会造成污染环境和资源浪费。本文通过对2020年预测的中国废旧动力电池量进行计算，从占空、占地、金属资源和环境污染等方面进行详细计算，明确回收动力电池的必要性。
关键词：废弃动力电池；回收；必要性
1 研究目的及意义
中国汽车技术研究中心预测，2015年我国动力电池累计报废量在2万至4万吨左右，2016年中国锂离子动力电池的报废量约在5 -8万吨，到2020年，我国仅纯电动(含插电式)乘用车和混合动力乘用车的动力电池，累计报废量将达到12万至17万吨。由于我国电池的回收率不足2%，大量废弃的电池造成了资源浪费和环境污染[1]。废旧动力有不同的种类，每种电池中都含有电解质、重金属等有害物质，会带来环境污染，比如电池正极材料中的重金属能够升高环境的PH值，处理不当也会产生有毒气体[2]。除此以外，动力电池中含有的多种金属、电解液会危害人类的健康，比如钴元素可能引起人们胃肠功能紊乱、耳聋、心肌缺血等症状[3]。另外，废旧动力电池组体积较大，堆积会占有较大空间，其中含有大量具有回收价值的金属，如镍、锰、锂。
2 影响效果
以北汽银翔EL10款新能源汽车的动力电池为例。该汽车电池为三元锂离子电池，储能装置单体为方形7.2×72×150（mm），单体质量为0.174Kg，一个储能装置共含有1040个单体，总成质量为290Kg。储能装置正极材料为层状三元材料，负极材料为石墨材料，电解质成分为六氟磷酸锂材料（数据来源：北汽银翔）。由以上数据可计算如下：
体积：
单个电池体积为：体积=长×宽×高，即
V=a×b×h
根据以上数据可计算体积为：
储能装置单体体积：
V=7.2×72×150×10-9=7.776×10-5（m3）
储能装置总成体积：
V=7.776×10-5×1040=0.081（m3）
重量：
根据以上数据可知，储能装置总成重量为290Kg。
金属占比：
如表3.1所示：
据中国汽车技术研究中心预测，到2020年，我国仅纯电动(含插电式)乘用车和混合动力乘用车的动力电池，累计报废量将达到12万至17万吨，取中间值为15万吨。按上述单个电池体积、质量及金属占比计算可得：
体积：15×107÷290×0.081=4.2×104（m3）
占地面积：若将电池不重叠，平铺存放，则占地：
15×107÷290×7.2×72×1040×10-6=2.8×105（m2）
单位换算为公顷时，等于280公顷，相当于636.4个梵蒂冈大小。
金属浪费:废弃电池中含有的金属的价值计算如下：
Ni：15×12%×104000= 187200万元，即18.72亿元
Li：15×1.2%×400000=72000万元，即7.2亿元
Co：15×15%×214000=481500万元，即48.15亿元
Mn：15×7%×13500=14175万元，即1.4175亿元
共计：18.72＋7.2＋48.15＋1.4175=75.4875亿元
污染：
一般重金属产生毒性的范围大约在1-10mg/L之间，毒性较强的金属如汞、镉等产生毒性的质量浓度范围在0.01-0.001mg/L之间。中国规定车间空气中羰基镍的最高容许浓度为0.001mg/m3，地面水中镍的最高容许浓度为0.5mg/L。
若废弃动力电池泄露进入水中，按一般重金属，取中间值为5mg/L计算，可得：
重金属总质量：
1.8+0.18+2.25+1.05=5.28万吨=5.28×107Kg
污染范围：
5.28×107×106÷5=1.056×1013（L）=1.056×1010（m3）
以上为对水质的污染，同样的，假若将废旧电池置于暴露空气，电池发生泄漏，同样会对土壤造成严重的危害，使得在其上生长和生存的生物受到影响，最后影响人类的身体健康。
4 总结
本文通过中国汽车技术研究中心对2020年我国废旧动力电池数量的预测，结合北汽银翔EL10款新能源汽车动力电池相关数据，对废旧电池不回收或回收不当所带来的严重影响进行计算，从占空体积、占地面积、金属资源浪费以及对水源和土壤的污染来说明其严重结果和影响。故可以得出这样的结论：废旧电池的浪费会造成极大的空间浪费，对我们的生存环境进一步压榨，并且会造成极大的经济损失。且由于电池中的金属在地球的储量有限，废旧电池不会收会造成资源浪费，长久以往，会导致资源枯竭，科技发展止步，或在一定年限后，金属资源储量到达瓶颈，导致金属价格上涨，人民的生活成本增加，增大生活负担。
参考文献
[1]童志军.动力电池回收行业分析报告 [A].第五届动力蓄电池回收再生暨二次回收与再生技术研讨会 [C].北京,2017
[2]谢光炎，凌云，钟胜.废旧锂离子电池回收处理技术研究进展[J].环境科学与技术.2009， 32(4):97-101.
[3]李洪枚，姜亢.废旧锂离子电池对环境污染的分析与对策[J].上海环境科学， 2004， 23(5): 201-203.
论文作者:冉福霞
论文发表刊物:《知识-力量》2019年5月下《知识-力量》2019年5月下
论文发表时间:2019/3/7
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