作者:张楠 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2019/3/17 19:08:57
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费维扬院士:亟须加强动力锂电池先进回收技术研发

 

“锂电池是新能源车的核心部件,退役电池回收本应是动力电池全生命周期中的重要一环,目前在我国却做得比较粗放,如果不抓紧动力锂电池先进回收技术研发,会严重制约电池产业乃至新能源汽车产业的发展。”

近日,在由北京市科学技术协会、中科院文献情报中心主办的动力锂电池回收决策咨询沙龙上,中国科学院院士、清华大学教授费维扬分享了他关于加强动力锂电池先进回收技术研发的几点思考。

稀缺资源必须倍加珍惜

费维扬指出,锂产品广泛用于如核工业、电池、玻璃陶瓷、和航天航空等行业。近年来,电动汽车所需动力电池的需求量已超过玻璃陶瓷等传统领域,成为主要增长点。我国锂资源虽然很丰富,但也有局限性。例如青海盐湖锂的资源总量很大,但是卤水中锂的浓度很低,镁锂比极高,因此从盐湖卤水提锂难度很大。

经过多年努力,我国在膜法、吸附法、煅烧浸取法、萃取法等盐湖卤水提锂技术上取得了进展,一些企业能利用这些技术每年生产几千吨的锂制品。但是工艺设备有待改进、产品质量有待提高、环境保护急待加强。目前国内使用的电池级锂制品,还严重依赖进口资源。

随着时间的推移,中国产生的退役锂电池数量将很快达到每年数万吨甚至数十万吨的量级,“只生产不回收,不符合可持续发展的规律,并会进一步对自然环境产生威胁”。费维扬指出,在锂电池的正极材料中含有锂、镍、钴等贵金属。这些稀缺资源必须倍加珍惜,循环利用。

绿色发展面临严峻挑战

锂电池结构比较复杂,包含外壳、隔膜、正极、负极、铜集流体、石墨、铝集流体等。目前业界普遍看好的锂电池处理工艺为湿法工艺,须先使用机械方法破除电池外壳,然后采用浸取工艺将有价金属元素溶解,再采用沉淀、萃取等方法回收金属。

费维扬表示:“湿法工艺元素回收率高,操作条件相对温和,但也必须使用大量化学试剂,其中必须做好环保处理。”

然而国内进行锂电池回收的,目前基本都是小企业甚至手工作坊,技术手段简单原始,资源有效回收率很低,更对环境造成了严重的伤害。“咱们电池的回收利用做得还比较粗放。”费维扬毫不讳言。

对于锂电池回收技术未来的发展趋势,费维扬建议:首先要做到自动化安全高效拆解以提高效率和保证安全。 其次是实现有价金属高效回收。针对各种类型退役锂电池,创制能高效浸出和回收有价元素的先进工艺和设备。更重要的是,应控制回收过程的二次污染、避免对环境和健康的威胁。动力锂电池回收事关保护蓝天、碧水、净土的国策,必须高度关注。

巧妙结合推进协同发展

“真正做好退役电池回收,需要机械制造、冶金、化学、化工等多学科交叉的研究,需要工艺、设备、控制、管理等多方面的配合,应由大型电池厂牵头,开展产、学、研、政、金协同创新,针对不同类型电池研发相应的先进拆解、浸出和提取工艺,建立科学的回收系统。”费维扬建议。

费维扬还谈到,美国麦肯锡全球研究曾开展研究,对物联网、云计算等12种最被看好的“颠覆性”技术可能具有的经济潜力进行分析,他们得出的一项结论是,从现在到2025年,某些看来具有吸引力的创新领域,并不会造成非常大的经济影响。

“技术创新所带来的实际经济收益不会源自那些炫目的想法,而是源自正在趋于成熟的新兴技术与存在了数十年的传统技术的巧妙结合。”费维扬指出,“退役电池回收看来是一种低端的传统技术,但行业发展和环境保护迫切需要我们采用先进成熟的机械制造、湿法冶金和化学工程新兴技术,提升现有的电池回收工艺、设备。”

“先进技术和基础工业的巧妙结合将能推动电池回收产业和新能源汽车的协同发展。”费维扬呼吁,无论是为了资源有效利用,还是为了满足环保要求,退役电池的自动化、规模化回收必须提上日程了。

 
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