
8 月 31 日,為期兩天的 2025 全球動(dòng)力電池回收利用產(chǎn)業(yè)峰會(huì)暨第十三屆退役動(dòng)力電池回收利用會(huì)議在深圳圓滿(mǎn)落下帷幕。作為全球動(dòng)力電池回收領(lǐng)域的年度盛會(huì),本次峰會(huì)吸引了來(lái)自 300余名政、產(chǎn)、學(xué)、研代表參會(huì),圍繞政策標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)創(chuàng)新、國(guó)際合作等核心議題形成多項(xiàng)共識(shí),為應(yīng)對(duì)全球動(dòng)力電池退役潮提供了系統(tǒng)性解決方案。在我國(guó)動(dòng)力電池年退役量即將爆發(fā)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),本次峰會(huì)的成果落地將加速推動(dòng)行業(yè)從規(guī)模化擴(kuò)張向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型。
前沿技術(shù)突破性進(jìn)展 材料再生成核心焦點(diǎn)
8 月 31 日的閉幕日議程以 "電池材料再生前沿技術(shù)" 專(zhuān)題論壇為核心,集中展示了我國(guó)在電池回收高值化利用領(lǐng)域的最新突破。
清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院材料研究院副院長(zhǎng)周光敏先生發(fā)表了“失效鋰電池電極材料的修復(fù)與再利用”的主題演講。圍繞鋰電池資源回收與材料修復(fù)的研究進(jìn)展進(jìn)行介紹,重點(diǎn)闡述了直接回收與修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用思路、實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)際效果。
當(dāng)前主流的火法與濕法回收技術(shù)存在能耗高、排放大、成本高等問(wèn)題,亟需開(kāi)發(fā)更高效、環(huán)保的回收與修復(fù)方法。“直接回收”和“材料修復(fù)”的新路徑,旨在避免傳統(tǒng)回收中對(duì)材料結(jié)構(gòu)的破壞,實(shí)現(xiàn)材料的高效再利用,推動(dòng)閉環(huán)回收和升級(jí)回收。
他系統(tǒng)介紹了三元材料、磷酸鐵鋰等多種體系鋰電池材料的直接回收與修復(fù)技術(shù),提出了高效、環(huán)保、低成本的解決方案,直接再生能耗降低40%,溫室氣體減排50%,升級(jí)產(chǎn)物價(jià)值提升200%(如高壓鈷酸鋰溢價(jià)顯著)。
中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所研究部副主任張海濤先生為在場(chǎng)嘉賓講解了“廢舊石墨負(fù)極材料人工界面層修復(fù)”的進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了包括拆解、粉碎、清洗、高溫處理等在內(nèi)的低成本、高效回收工藝,能有效修復(fù)石墨結(jié)構(gòu)缺陷,提升其性能。通過(guò)界面調(diào)控、結(jié)構(gòu)修復(fù)等手段,實(shí)現(xiàn)再生石墨在性能上接近甚至超越原始材料。
他介紹說(shuō),廢舊石墨再利用面臨挑戰(zhàn)包括:來(lái)源復(fù)雜、種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)缺陷多等問(wèn)題。該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)簡(jiǎn)化工藝、提升一致性、降低單位成本等方法應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn),開(kāi)發(fā)出適用于不同應(yīng)用場(chǎng)景的再生石墨產(chǎn)品。
該團(tuán)隊(duì)采用高溫處理修復(fù)內(nèi)部缺陷,提高石墨化程度,通過(guò)表面包覆改善與重構(gòu)表面電子/離子傳輸通道,減少SEI過(guò)度生成。用無(wú)機(jī)TNO人工界面層包覆方法,減緩S(chǎng)EI過(guò)度生長(zhǎng)及反復(fù)破碎,抑制電解液分解;采用低溫構(gòu)筑有機(jī)人工界面層,成功構(gòu)筑15、30、60 nm厚度人工SEI等。該相關(guān)技術(shù)在河南焦作某企業(yè)獲得驗(yàn)證,石墨除雜通過(guò)1500噸/年工藝驗(yàn)證,回收率達(dá)到90%。
中科合肥技術(shù)創(chuàng)新工程院主任張洋先生發(fā)表了“鋰電池正極材料回收降本增效新技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”的主題演講,他表示當(dāng)前回收體系“小散亂”,提純技術(shù)“長(zhǎng)高低”,超額投建,低質(zhì)生產(chǎn)力過(guò)剩,兼容性極差。再生利用收率低、流程長(zhǎng),污染大、能耗及物料消耗高,占地大、工況經(jīng)濟(jì)性差。設(shè)備繁多,自動(dòng)化程度低,與工藝脫節(jié)。目前行業(yè)從業(yè)人數(shù)已達(dá)18萬(wàn),但真正實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)仍不多,說(shuō)明行業(yè)尚處于成長(zhǎng)期。
他介紹了基于大科學(xué)裝置+聚變材料提純共性技術(shù),突破產(chǎn)能及固危廢區(qū)位限制,規(guī)避環(huán)境影響及固定投資風(fēng)險(xiǎn),關(guān)鍵材料綠色循環(huán)及能源安全。
此外,他還介紹了新型清潔短程高性能提鋰裝置體系:萃取原理。利用物質(zhì)在兩種互不相溶(或微溶)的溶劑中溶解度或分配系數(shù)不同,使溶質(zhì)物質(zhì)從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑的方法,用于元素分離、純化和富集。其優(yōu)點(diǎn)是,連續(xù)運(yùn)行、處理量大、效率高、成本低、萃取劑循環(huán)使用、固廢極少;選擇性高;平衡速度快,萃取過(guò)程一般在幾分內(nèi)完成;提取率和純度高等。
中南大學(xué)教授楊越先生發(fā)表了“退役鋰離子電池材料回收與材料化循環(huán)利用”的主題演講。重點(diǎn)介紹了優(yōu)先提鋰、材料修復(fù)、雜質(zhì)調(diào)控等方面的研究與工程實(shí)踐。
他表示,隨著鋰價(jià)上漲,優(yōu)先提鋰成為趨勢(shì)。該團(tuán)隊(duì)采用通羥基自由基•OH生成調(diào)控與有機(jī)萃取廢水處理,強(qiáng)化了過(guò)氧化氫裂解,實(shí)現(xiàn)了•OH選擇性高效生成,萃取廢水有機(jī)物脫除率大于85%, 其優(yōu)勢(shì)是規(guī)避從鎳、鈷、錳分離流程長(zhǎng),成本高的難題;生產(chǎn)制度靈活;流程短、操作簡(jiǎn)單,并可獲得高附加值鋰電正極材料再生產(chǎn)品。
據(jù)他介紹,該團(tuán)隊(duì)的廢舊磷酸鐵鋰濕法優(yōu)先提鋰及磷酸鐵制備技術(shù),解析了退役磷酸鐵鋰材料浸出熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)反應(yīng)機(jī)理,通過(guò)鋰選擇性浸出技術(shù),鋰溶液凈化除雜技術(shù)、碳化再結(jié)晶提純技術(shù),實(shí)現(xiàn)了磷酸鐵鋰廢料制備電池級(jí)碳酸鋰。開(kāi)發(fā)了選擇性氧化提鋰技術(shù),制備了電池級(jí)碳酸鋰(滿(mǎn)足任務(wù)書(shū)要求標(biāo)準(zhǔn):YS/T 582-2013標(biāo)準(zhǔn)),此外,還開(kāi)發(fā)了基于磷鐵渣酸化溶解、鐵溶液凈化除雜、陳化煅燒等技術(shù),實(shí)現(xiàn)了鐵磷資源循環(huán)利用。
湖南省正源儲(chǔ)能材料與器件研究所項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王利華女士介紹了“退役鋰離子電池的精準(zhǔn)拆解與物理修復(fù)”。她表示,鋰離子電池在拆解和處理過(guò)程中存在潛在危害,例如電解液、石墨和金屬粉塵等對(duì)人身和環(huán)境的威脅較大,因此必須通過(guò)科學(xué)手段進(jìn)行環(huán)保處理。
據(jù)她介紹,該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的貧氧保護(hù)帶電單體解離與正負(fù)極片智能識(shí)選分離技術(shù)及裝備,以關(guān)鍵材料物理修復(fù)為目標(biāo),建立了退役動(dòng)力鋰電池拆解電壓與鋰分布的對(duì)應(yīng)關(guān)系;運(yùn)用PN結(jié)的單向?qū)щ娫恚邪l(fā)了低成本定電位放電技術(shù)與裝置。以安全拆解為目的,利用氣體實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控與瞬時(shí)調(diào)控氧含量技術(shù),設(shè)計(jì)了多規(guī)格自適應(yīng)與模塊化無(wú)磁夾具,研發(fā)了貧氧保護(hù)帶電單體解離技術(shù)及裝備,實(shí)現(xiàn)了“氧氣≤3%、兼容22種動(dòng)力鋰電池且拆解效率為540個(gè)/h的電池單體柔性解離”的強(qiáng)兼容、高效率指標(biāo)。
此外,該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的正負(fù)極材料與集流體低雜質(zhì)機(jī)械剝離技術(shù)與裝備,針對(duì)固固界面剝離難、材料回收率低等問(wèn)題,揭示了交互界面的粘接劑失效機(jī)制。基于正負(fù)極材料本征結(jié)構(gòu),研究了磷酸鐵鋰與石墨用粘接劑無(wú)氧熱處理技術(shù),及三元材料體系用粘接劑的有氧熱處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)了粘接劑的100%脫除、鋁/銅回收率≥98%。
西安交通大學(xué)教授楊國(guó)銳先生發(fā)表了“廢舊鋰電池全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)產(chǎn)業(yè)化探索”的主題演講。據(jù)他介紹,梯次利用是進(jìn)入電池回收的低門(mén)檻路徑,但存在電池狀態(tài)不可控、數(shù)據(jù)采集困難等問(wèn)題。由于政策限制,原本盈利的共享電動(dòng)車(chē)和儲(chǔ)能市場(chǎng)被禁,只能轉(zhuǎn)向海外市場(chǎng)尋求出路。
針對(duì)鋰電池梯次利用技術(shù),他們進(jìn)行了柔性化梯次電池模組拆解系統(tǒng)研發(fā),構(gòu)建了不同電池包結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、形狀、尺寸和焊接方式等數(shù)據(jù)庫(kù),兼容多種電池模組的梯次模組拆解,可快速換裝的工裝與夾具,自動(dòng)化制定SOP和電池包BOM; 全自動(dòng)梯次電電池連接片銑削平臺(tái)研發(fā),可進(jìn)行電池包/模組自動(dòng)化轉(zhuǎn)運(yùn),自動(dòng)化識(shí)別連接片形態(tài)和材質(zhì),自動(dòng)適配程序編譯、銑削路徑、銑削平臺(tái)刀具形式、材質(zhì)和速度等;梯次電池拆解系統(tǒng)智能安全預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì),自動(dòng)化梯次電池拆解系統(tǒng)智能安全處置設(shè)備,處置系統(tǒng)可以在預(yù)警系統(tǒng)信號(hào)啟動(dòng)后,防火材料對(duì)梯次儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)防護(hù),或者防止出現(xiàn)火災(zāi)事故的梯次儲(chǔ)能系統(tǒng)的火勢(shì)蔓延。
特別是,針對(duì)手工拆解存在嚴(yán)重安全隱患,易引發(fā)爆炸和火災(zāi)。他們通過(guò)引入自動(dòng)化設(shè)備與AI技術(shù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程與洗消操作,提高安全性。同時(shí)開(kāi)發(fā)“防火毯”技術(shù),有效應(yīng)對(duì)鋰電池火災(zāi),具備10小時(shí)耐火能力。
深圳鑫茂新能源技術(shù)股份有限公司董事長(zhǎng)助理艾迪生先生介紹了“正負(fù)極材料修復(fù)還原進(jìn)展”。他表示,鋰電池回收目的是減少對(duì)原生礦源的依賴(lài),緩解資源短缺壓力、減少環(huán)境污染、降低成本。直接使用正極片作為原料進(jìn)行再生修復(fù),具有流程短、節(jié)能降排、無(wú)需高溫處理、無(wú)廢水產(chǎn)生、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)。單位產(chǎn)品碳排放量可減少約60%,適合出海發(fā)展。
該公司通過(guò)改進(jìn)原材料篩選、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、開(kāi)發(fā)除磁設(shè)備、環(huán)境再優(yōu)化等技術(shù)創(chuàng)新,顯著提高了產(chǎn)品性能。其再生鐵鋰產(chǎn)品,D50為1.2±0.5 µm;T.D為1.1±0.2 g/cm ;SSA為12.0±3.0 m2/g;首次放電容量≥154.0 mAh/g,改善后的產(chǎn)品磁顆粒降低顯著,改善后磁顆粒降低46.67%、均≤50Pcs/kg。
在石墨回收中,復(fù)雜的雜質(zhì)組成使得石墨凈化成為一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。鑫茂自設(shè)計(jì)箱式爐和內(nèi)串爐,裝爐量比傳統(tǒng)高溫爐增加3倍以上,大幅度改善一致性,同時(shí)減低成本,減少碳排放。凈化后再生石墨純度達(dá)到99.95%,顯著增強(qiáng)了其工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
在這兩天的時(shí)間里,參會(huì)帶你共同見(jiàn)證了行業(yè)專(zhuān)家的智慧碰撞,探討了動(dòng)力電池回收利用產(chǎn)業(yè)的前沿技術(shù)、發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)機(jī)遇。對(duì)行業(yè)有了更深入的理解,也為未來(lái)的工作與合作奠定了良好基礎(chǔ)。本次峰會(huì)形成的技術(shù)成果、合作網(wǎng)絡(luò)和政策建議,將為全球新能源產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力,推動(dòng) "城市礦山" 開(kāi)發(fā)利用進(jìn)入精細(xì)化、高值化的新階段。
(責(zé)任編輯:子蕊)
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