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對(duì)話濱城丨新能源汽車動(dòng)力電池將迎退役潮,回收難題如何破解?

2024-06-14 10:412700央廣網(wǎng)

央廣網(wǎng)大連6月14日消息(記者 王松 于芳菲)汽車動(dòng)力電池的平均使用壽命大約為5年至8年,我國(guó)早期推廣的新能源汽車動(dòng)力電池陸續(xù)進(jìn)入報(bào)廢期,動(dòng)力電池將迎來(lái)大規(guī)模退役潮。在今年的全國(guó)兩會(huì)上,關(guān)于新能源汽車動(dòng)力電池如何回收的話題引發(fā)了熱議。日前,記者從中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所獲悉,能源催化轉(zhuǎn)化全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳忠偉團(tuán)隊(duì)在退役動(dòng)力電池可持續(xù)回收方面的研究取得突破性進(jìn)展。

進(jìn)入新時(shí)代,我國(guó)在多項(xiàng)新能源技術(shù)和裝備制造水平大幅提升的基礎(chǔ)上,相關(guān)新能源汽車和鋰電池產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上形成強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力,至2023年,新能源車產(chǎn)銷紀(jì)錄連續(xù)9年保持全球第一。陳忠偉表示,與大產(chǎn)大銷形成鮮明對(duì)比的是退役動(dòng)力電池的回收環(huán)節(jié),我國(guó)新能源汽車動(dòng)力電池規(guī)范化回收率較低,沒(méi)辦法滿足未來(lái)3~5年后的新能源汽車動(dòng)力電池大規(guī)模集中退役潮,回收難題急需解決。

據(jù)統(tǒng)計(jì),2023年我國(guó)退役動(dòng)力電池總量超過(guò)58萬(wàn)噸,到2030年,我國(guó)動(dòng)力電池回收量將達(dá)到602.8萬(wàn)噸,其市場(chǎng)規(guī)模將突破1400億元。退役的動(dòng)力電池中含有重金屬鈷、鎳、銅等元素和易燃的有機(jī)溶劑,若不及時(shí)處理,會(huì)帶來(lái)較為棘手的安全和環(huán)境污染問(wèn)題?!爸档米⒁獾氖牵?dāng)前我國(guó)超九成的鎳、鈷等電池原材料需要進(jìn)口,且近年來(lái)這些原材料價(jià)格一路上漲。退役動(dòng)力電池的回收再利用,是解決我國(guó)原材料短缺和減少環(huán)境安全問(wèn)題的好辦法?!标愔覀フf(shuō)。

動(dòng)力電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜四部分構(gòu)成。其中,正極材料對(duì)電池的最終性能起著至關(guān)重要的作用,同時(shí)電池中的貴金屬元素也都集中在正極,正極材料成本約占鋰電池材料成本的30%~40%。通過(guò)對(duì)退役動(dòng)力電池中正極材料進(jìn)行高效回收,可以彌補(bǔ)前端資源的緊缺,大大降低由于原材料冶煉產(chǎn)生的溫室氣體排放。

陳忠偉團(tuán)隊(duì)秉持從核心材料、關(guān)鍵技術(shù)到應(yīng)用示范的全鏈條研發(fā)模式,在開(kāi)發(fā)下一代高性能動(dòng)力電池正極材料的同時(shí),在退役動(dòng)力電池可持續(xù)回收方面的研究取得了突破性進(jìn)展——改變傳統(tǒng)復(fù)雜的萃取-沉淀-煅燒三步法退役動(dòng)力電池正極材料循環(huán)利用工藝,基于可持續(xù)浸出和共沉淀的再生策略,選用更加環(huán)保安全的有機(jī)酸性溶液,提出一步法退役鋰離子電池正極高質(zhì)量再生方案,提高退役動(dòng)力電池的回收效率,實(shí)現(xiàn)向低成本、高性能、高安全的下一代動(dòng)力電池正極材料轉(zhuǎn)變的新途徑,使正極材料成本降低73.6%。

同時(shí),回收過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水和廢料都能循環(huán)再利用或轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的化工原材料。該技術(shù)有望加快動(dòng)力電池先進(jìn)回收技術(shù)的推廣和應(yīng)用,推動(dòng)電池回收行業(yè)商業(yè)化快速發(fā)展,相關(guān)成果已發(fā)布在國(guó)際期刊Nature Sustainability上。

據(jù)悉,在過(guò)去二十年的時(shí)間里,陳忠偉帶領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)室及其科研人員一直在研究先進(jìn)材料在清潔能源當(dāng)中的應(yīng)用,特別是在燃料電池、下一代鋰離子電池、鋅空儲(chǔ)能電池的低成本納米材料開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新上,不少技術(shù)被公認(rèn)是目前世界上最尖端的技術(shù)。陳忠偉說(shuō):“當(dāng)前,中國(guó)的新能源產(chǎn)業(yè)有世界上規(guī)模最大的市場(chǎng)和非常完整的產(chǎn)業(yè)鏈,能夠有更多的機(jī)會(huì)更高效地實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新和應(yīng)用,為降低二氧化碳排放和保護(hù)人類環(huán)境作出貢獻(xiàn)。這也是我堅(jiān)持在國(guó)內(nèi)建立一個(gè)可以快速實(shí)現(xiàn)從科研到應(yīng)用轉(zhuǎn)化的團(tuán)隊(duì)的原因。”

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