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)力電池將迎來大規(guī)模退役潮。在今年的全國兩會(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)，我國新能源汽車動(dòng)力電池規(guī)范化回收率較低，沒辦法滿足未來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年我國退役動(dòng)力電池總量超過58萬噸，到2030年，我國動(dòng)力電池回收量將達(dá)到602.8萬噸，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)帶來較為棘手的安全和環(huán)境污染問題。“值得注意的是，當(dāng)前我國超九成的鎳、鈷等電池原材料需要進(jìn)口，且近年來這些原材料價(jià)格一路上漲。退役動(dòng)力電池的回收再利用，是解決我國原材料短缺和減少環(huán)境安全問題的好辦法。”陳忠偉說。
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)布在國際期刊Nature Sustainability上。
據(jù)悉，在過去二十年的時(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：“當(dāng)前，中國的新能源產(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。”
