随着新能源汽车的蓬勃发展,动力电池的销量也相应增加,随之而来的废旧动力电池的“退役浪潮”即将到来。
如何环保高效地回收废旧动力电池成为人们关注的焦点。 8月29日,中国工程院外籍院士、南方科技大学工程学院院长、教授徐正和在“粤港澳大湾区人才港大讲堂”上发言《关于废旧动力电池的无害化处理以及电池在回收过程中的影响》。 阐述了电池回收行业面临哪些机遇和挑战,前景如何。
徐正和 中国工程院外籍院士、南方科技大学工程学院院长、教授
徐正和介绍,他的科研团队持续攻关废旧动力电池回收利用关键问题,提出了“可控闪速粉碎”等技术,利用废旧电池的剩余能量,高效粉碎电池,实现“绿色再生”。 ”。 目前,团队正积极与企业对接,推动科研成果加速落地和转化。
废旧电池回收面临多方面技术挑战
新能源汽车电池的回收利用刻不容缓,堪称市场的“蓝海”。
“到2035年,新能源汽车销量占比预计将高达50%。随着新能源汽车产业的爆发式增长,动力电池的‘退役’浪潮即将来临。” 徐正和表示,2025年,我国废旧动力电池回收市场规模预计将达到400亿元废旧电池的危害与回收利用,到2030年三元锂、磷酸铁锂电池回收规模预计将突破1500亿元。
废旧电池的回收过程较为复杂,包括放电、拆解、破碎、分选、有价金属回收、材料再生等。
“放电、拆解、破碎、分选统称为废旧电池的预处理过程,这是电池回收过程中极其关键的环节。” 徐正和表示,预处理的各个环节都面临着很多技术挑战。
例如,在排放过程中,物理排放操作简单、成本低廉,但安全风险较高,不建议工业应用; 化学(盐水)排放周期长、效率低、电解液泄漏易造成污染。 拆卸过程中,人工拆卸效率低,存在安全隐患和健康风险; 机器人拆解的缺点是动作复杂、对不同尺寸的新能源汽车电池组适应性较低……
徐正和提出,要实现新能源动力电池清洁、低碳、可持续循环利用,需要多种条件:安全、高效、可控的大规模放电技术; 高效智能拆解技术,适合多种电池; 退役电池高效安全粉碎; 大批量低成本物料的高效分拣; 低成本、绿色高效的活性物质再生。
近年来,徐正和带领科研团队不断攻关废旧电池回收中有价金属破碎、筛分、回收等关键问题,提出了“可控闪速破碎”、“正负极粉分离”等技术方案。 “微波低温烘烤”等技术。
其中,可控闪速破碎技术是最新的科研成果。 与传统破碎工艺相比,该技术可实现一步破碎,为后续工序提供优质原料,并简化后续回收流程。 该技术的优点也非常明显:无需放电环节,无需多级破碎,电池剩余能量得到充分利用,电解液无害浓缩,电池类型和尺寸适用广泛,破碎后的产品分散性好。 “具有安全可靠、节能环保、工艺简单、易于产业化的特点。” 徐正和说道。
“双碳”背景+资源安全,电池回收利用势在必行
目前,电力和氢能在全球能源结构中的比重正在快速增长。
据统计,到2050年,电力和氢能在能源消费中的比重将提高到50%,化石能源消费预计下降到40%,能源消费即将达到峰值。 预计到2030年,新能源汽车将占销量的40%; 到2035年,这一比例将高达50%。
从动力电池市场来看,全球电动汽车锂离子电池消费量年增长率达26%,磷酸铁锂与三元材料将长期处于胶着状态。 目前,我国动力电池关键原材料严重依赖进口。
同时,退役动力电池易燃易爆,难以安全储存,且重金属和有毒有机成分含量较高。 “无论是保证资源安全,还是避免环境污染,电池回收利用势在必行。” 徐正和说道。
徐院士建议,在“双碳”背景下,废旧电池回收利用未来的研究方向和主要重点是首先加强技术研发,如加快开发更加灵活、通用的安全绿色回收技术、精细化回收技术等。混合材料分离技术、电解液无害化处理、负极材料高值化利用等技术。
此外,为了便于回收、减少环境污染,需要在电池设计和工厂标准方面下功夫废旧电池的危害与回收利用,以利于采用标准化的回收流程来回收废旧电池。 同时,还需要开发和完善电池追溯管理系统,实现废旧电池信息互联网化,规范电池回收市场。
“粤港澳大湾区人才港大讲堂”由省人力资源和社会保障厅、省工业和信息化厅、省科学技术厅联合主办。 本次讲座是第七次。 省人力资源和社会保障厅、工业和信息化厅、科技厅代表,新能源汽车行业协会会员及相关师生代表200余人高校参与互动。
南都+记者杜伟干实习生赵晓静
【作者】杜伟干
广东人民出版社头条