鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:480次 | 2022年10月17日
加強(qiáng)動(dòng)力電池先進(jìn)回收技術(shù)研發(fā)刻不容緩
“鋰電池是新能源車的核心部件,退役電池回收本應(yīng)是動(dòng)力電池全生命周期中的重要一環(huán),目前在我國(guó)卻做得比較粗放,如果不抓緊動(dòng)力鋰電池先進(jìn)回收技術(shù)研發(fā),會(huì)嚴(yán)重制約電池產(chǎn)業(yè)乃至新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”
近日,在由北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、中科院文獻(xiàn)情報(bào)中心主辦的動(dòng)力鋰電池回收決策咨詢沙龍上,中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授費(fèi)維揚(yáng)分享了他關(guān)于加強(qiáng)動(dòng)力鋰電池先進(jìn)回收技術(shù)研發(fā)的幾點(diǎn)思考。
稀缺資源必須倍加珍惜
費(fèi)維揚(yáng)指出,鋰產(chǎn)品廣泛用于如核工業(yè)、電池、玻璃陶瓷、和航天特種等行業(yè)。近年來,電動(dòng)汽車所需動(dòng)力電池的需求量已超過玻璃陶瓷等傳統(tǒng)領(lǐng)域,成為主要增長(zhǎng)點(diǎn)。我國(guó)鋰資源雖然很豐富,但也有局限性。例如青海鹽湖鋰的資源總量很大,但是鹵水中鋰的濃度很低,鎂鋰比極高,因此從鹽湖鹵水提鋰難度很大。
經(jīng)過多年努力,我國(guó)在膜法、吸附法、煅燒浸取法、萃取法等鹽湖鹵水提鋰技術(shù)上取得了進(jìn)展,一些企業(yè)能利用這些技術(shù)每年生產(chǎn)幾千噸的鋰制品。但是工藝設(shè)備有待改進(jìn)、產(chǎn)品質(zhì)量有待提高、環(huán)境保護(hù)急待加強(qiáng)。目前國(guó)內(nèi)使用的電池級(jí)鋰制品,還嚴(yán)重依賴進(jìn)口資源。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
隨著時(shí)間的推移,中國(guó)產(chǎn)生的退役鋰電池?cái)?shù)量將很快達(dá)到每年數(shù)萬噸甚至數(shù)十萬噸的量級(jí),“只生產(chǎn)不回收,不符合可持續(xù)發(fā)展的規(guī)律,并會(huì)進(jìn)一步對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生威脅”。費(fèi)維揚(yáng)指出,在鋰電池的正極材料中含有鋰、鎳、鈷等貴金屬。這些稀缺資源必須倍加珍惜,循環(huán)利用。
綠色發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)
鋰電池結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,包含外殼、隔膜、正極、負(fù)極、銅集流體、石墨、鋁集流體等。目前業(yè)界普遍看好的鋰電池處理工藝為濕法工藝,須先使用機(jī)械方法破除電池外殼,然后采用浸取工藝將有價(jià)金屬元素溶解,再采用沉淀、萃取等方法回收金屬。
費(fèi)維揚(yáng)表示:“濕法工藝元素回收率高,操作條件相對(duì)溫和,但也必須使用大量化學(xué)試劑,其中必須做好環(huán)保處理。”
然而國(guó)內(nèi)進(jìn)行鋰電池回收的,目前基本都是小企業(yè)甚至手工作坊,技術(shù)手段簡(jiǎn)單原始,資源有效回收率很低,更對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的傷害。“咱們電池的回收利用做得還比較粗放。”費(fèi)維揚(yáng)毫不諱言。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
對(duì)于鋰電池回收技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì),費(fèi)維揚(yáng)建議:首先要做到自動(dòng)化安全高效拆解以提高效率和保證安全。其次是實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬高效回收。針對(duì)各種類型退役鋰電池,創(chuàng)制能高效浸出和回收有價(jià)元素的先進(jìn)工藝和設(shè)備。更重要的是,應(yīng)控制回收過程的二次污染、避免對(duì)環(huán)境和健康的威脅。動(dòng)力鋰電池回收事關(guān)保護(hù)藍(lán)天、碧水、凈土的國(guó)策,必須高度關(guān)注。
巧妙結(jié)合推進(jìn)協(xié)同發(fā)展
“真正做好退役電池回收,需要機(jī)械制造、冶金、化學(xué)、化工等多學(xué)科交叉的研究,需要工藝、設(shè)備、控制、管理等多方面的配合,應(yīng)由大型電池廠牽頭,開展產(chǎn)、學(xué)、研、政、金協(xié)同創(chuàng)新,針對(duì)不同類型電池研發(fā)相應(yīng)的先進(jìn)拆解、浸出和提取工藝,建立科學(xué)的回收系統(tǒng)。”費(fèi)維揚(yáng)建議。
費(fèi)維揚(yáng)還談到,美國(guó)麥肯錫全球研究曾開展研究,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等12種最被看好的“顛覆性”技術(shù)可能具有的經(jīng)濟(jì)潛力進(jìn)行分析,他們得出的一項(xiàng)結(jié)論是,從現(xiàn)在到2025年,某些看來具有吸引力的創(chuàng)新領(lǐng)域,并不會(huì)造成非常大的經(jīng)濟(jì)影響。
“技術(shù)創(chuàng)新所帶來的實(shí)際經(jīng)濟(jì)收益不會(huì)源自那些炫目的想法,而是源自正在趨于成熟的新興技術(shù)與存在了數(shù)十年的傳統(tǒng)技術(shù)的巧妙結(jié)合。”費(fèi)維揚(yáng)指出,“退役電池回收看來是一種低端的傳統(tǒng)技術(shù),但行業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)迫切需要我們采用先進(jìn)成熟的機(jī)械制造、濕法冶金和化學(xué)工程新興技術(shù),提升現(xiàn)有的電池回收工藝、設(shè)備。”
“先進(jìn)技術(shù)和基礎(chǔ)工業(yè)的巧妙結(jié)合將能推動(dòng)電池回收產(chǎn)業(yè)和新能源汽車的協(xié)同發(fā)展。”費(fèi)維揚(yáng)呼吁,無論是為了資源有效利用,還是為了滿足環(huán)保要求,退役電池的自動(dòng)化、規(guī)模化回收必須提上日程了。