2026年3月25日-27日,2026商用車產(chǎn)業(yè)發(fā)展會(huì)議在湖北省十堰市舉辦。本屆會(huì)議由中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)主辦,以“綠色轉(zhuǎn)型、數(shù)智賦能、融合發(fā)展——馭勢(shì)謀遠(yuǎn)共筑新生態(tài)”為主題,采用“1+1+6+N”模式,即1場(chǎng)閉門會(huì)議,1場(chǎng)開幕式暨全體會(huì)議,6個(gè)專題會(huì)議及其他相關(guān)對(duì)接、展覽展示等活動(dòng),旨在凝聚行業(yè)共識(shí)、破解轉(zhuǎn)型難題、共繪發(fā)展藍(lán)圖。其中,在3月26日下午舉辦的“專題會(huì)議一:雙碳目標(biāo)下的商用車新能源技術(shù)突破”上,湖北汽車工業(yè)學(xué)院博士張寶峰發(fā)表精彩演講。以下內(nèi)容為現(xiàn)場(chǎng)發(fā)言實(shí)錄:

尊敬的何毅秘書長(zhǎng)、各位專家,大家下午好,我給大家?guī)淼膮R報(bào)是《雙電協(xié)同回收動(dòng)力電池新技術(shù)》。
我國已經(jīng)連續(xù)11年位居全球產(chǎn)銷量世界第一,鋰電池作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,它的性能在一定程度上決定了新能源汽車的駕駛體驗(yàn)。一般來說鋰電池使用壽命為5—8年,因此,鋰電池回收時(shí)代已經(jīng)來臨。
為什么要回收鋰電池呢?首先,廢棄鋰電池具有金屬、電解液、塑料等物質(zhì),如果不妥善解決,會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。
其次,從新能源產(chǎn)業(yè)鏈安全來講回收是非常有必要的。我國雖然是鋰電池產(chǎn)業(yè)的大國,但是我們并不是強(qiáng)國。我們新能源產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的鋰、鎳、鈷對(duì)外依存度超過80%,每年需要進(jìn)口上百萬礦石。再次,廢棄鋰電池是寶貴的城市礦產(chǎn),里面里鋰、鎳、鈷的含量遠(yuǎn)超對(duì)應(yīng)的礦石,隨著現(xiàn)在鋰、鎳、鈷、錳等金屬等價(jià)格回升,鋰電池的回收絕對(duì)是非常有必要的。
據(jù)預(yù)測(cè),廢舊電池回收市場(chǎng)規(guī)模到2026年將產(chǎn)生780億的市場(chǎng),2030年到1400億,回收量非常巨大。
從政策層面來講,國家6部委聯(lián)合出臺(tái)了《新能源汽車廢舊動(dòng)力電池回收和綜合利用管理暫行辦法》,要求實(shí)現(xiàn)車電一體報(bào)廢。而且國家一直推行白名單制度,要求規(guī)范回收。電池退役下來有兩種方式,第一種是梯次利用,就是電池退役完回收以后用到別的地方繼續(xù)使用。不管怎樣,鋰電池最終都要實(shí)現(xiàn)原子級(jí)或者產(chǎn)品級(jí)的回收。
當(dāng)前主流方式回收方法主要是火法回收、濕法回收。火法回收在國外比較流行,把鋰電池放到爐子里,通過高溫?zé)蔂t渣,但產(chǎn)物是混合物,難于利用,還要借助濕法回收。濕法回收通過酸堿將鋰電池溶解后,利用元素化學(xué)性質(zhì)的差異,逐級(jí)沉淀,得到對(duì)應(yīng)的化合物。由于元素化學(xué)性質(zhì)相近,相互之間產(chǎn)生干擾,所以需要工序相對(duì)復(fù)雜,產(chǎn)物純度相對(duì)來說沒有那么高。直接修復(fù)是理想回收方式,通過給電池打一針,或者添加對(duì)應(yīng)材料,低溫?zé)Y(jié),電池就自我修復(fù),但產(chǎn)物的穩(wěn)定性仍然需要提高。
基于此,我們提出了雙電協(xié)同回收鋰電池新技術(shù),實(shí)現(xiàn)在鋰電池回收領(lǐng)域的“彎道超車”。電池為什么會(huì)性能衰減呢?其原因主要是鋰離子損失和結(jié)構(gòu)的坍塌。鋰離子就像住在房子里的人,房子結(jié)構(gòu)破壞,相應(yīng)的住戶就要到房子外面。
電化學(xué)回收也是同樣的方式。通過外加電壓,將所有的鋰離子從正極材料體相遷移到溶液中,最后剩下廢舊材料框架。框架是固體,在溶液底部,鋰離子在溶液中。通過過濾的方式實(shí)現(xiàn)框架和鋰離子的分離。然后,在溶液中加入沉淀劑,實(shí)現(xiàn)鋰離子的回收。傳統(tǒng)的回收方式主要在陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極電子沒有利用,因此,反應(yīng)受限,氧化回收難以控制?;诖?,我們?cè)O(shè)計(jì)了基于電化學(xué)循環(huán)的鋰電池正極材料一體化設(shè)備,將傳統(tǒng)的十幾步濕法工藝用五步回收,適用于現(xiàn)在鋰電池回收。而且,中間產(chǎn)物能夠循環(huán)利用,實(shí)現(xiàn)回收產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)一步的低碳化。
具體來講,主要技術(shù)有三個(gè):1)電化學(xué)回收技術(shù),2)接觸電回收技術(shù),3)單純高純回收技術(shù)。
對(duì)于電化學(xué)回收,傳統(tǒng)方式主要利用陽極氧化,現(xiàn)在,我們破解了陰極氧化的難題,實(shí)現(xiàn)陰極跟陽極同時(shí)利用,電能利用率翻倍,中間氧化物數(shù)量增多,回效率翻倍。同時(shí),為了更好節(jié)能和調(diào)控反應(yīng)速率,設(shè)計(jì)混聯(lián)分段電極,將電荷利用率進(jìn)一步提高到95%。重要的是,酸堿使用量明顯降低,使用的化學(xué)物質(zhì)量是現(xiàn)在傳統(tǒng)回收工藝的15%。
雖然陽極產(chǎn)生氧化物質(zhì),陰極也產(chǎn)生氧化物質(zhì),但氧化物質(zhì)的氧化性不同,導(dǎo)致陰極產(chǎn)物和陽極產(chǎn)物可能發(fā)生負(fù)反應(yīng)。借助現(xiàn)在的電催化技術(shù),我們使用催化劑不僅將陰極產(chǎn)物和陽極產(chǎn)物氧化成更高電位的產(chǎn)物,而且實(shí)現(xiàn)了氧化物質(zhì)翻倍。這樣不只能回收低電位的磷酸鐵鋰,高電位的三元材料也可以回收。
雙電回收技術(shù)將傳統(tǒng)的濕法工藝步驟多、酸堿試劑用量大、成本高的問題,通過五個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)了低成本、節(jié)能循環(huán)。
隨著新能源汽車的發(fā)展,鋰電池的續(xù)航問題備注關(guān)注。提高材料的壓實(shí)密度是解決方法之一?,F(xiàn)在的第四代磷酸鐵鋰,壓實(shí)密度要到2.6g/cm3,同時(shí)要保持高容量?;厥蘸蟮牧姿徼F鋰材料,配上特定元素?fù)诫s,能夠在低溫?zé)Y(jié)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)壓實(shí)密度的顯著提升。
鋰電池除了正極材料外,還有隔膜、電解液、外殼,也需要綜合考慮回收可行性。由于雙電回收工藝需要用電,我們?cè)?/span>2023年提出來物質(zhì)與能量雙循環(huán)體系,利用廢棄的外殼、隔膜做成新的發(fā)電器件—摩擦納米發(fā)電機(jī)。這個(gè)納米發(fā)電機(jī)雖然現(xiàn)在發(fā)電量比較小,但是形式多種多樣,不僅能收集風(fēng)能,還可以收集平時(shí)振動(dòng)的能量,作為光伏發(fā)電的補(bǔ)充,能夠?qū)崿F(xiàn)以廢治廢循環(huán)體系建設(shè)。配合我們的五步回收工藝,能夠?qū)崿F(xiàn)全流程自動(dòng)化。
經(jīng)過國家一級(jí)查新中心查新驗(yàn)證,雙電回收技術(shù)具有先進(jìn)性。在團(tuán)市委和學(xué)校的指導(dǎo)下,我們成立了湖北汽車工業(yè)學(xué)院動(dòng)力電池循環(huán)再生青科突擊隊(duì),專注于電池回收產(chǎn)學(xué)研建設(shè),獲得湖北省崗位建功競(jìng)賽二等獎(jiǎng)等。相關(guān)工作,在大學(xué)生競(jìng)賽中獲得三項(xiàng)國獎(jiǎng),八項(xiàng)省獎(jiǎng)。
未來,我們將繼續(xù)深耕電池回收技術(shù),開展電池回收閉環(huán)設(shè)計(jì),開發(fā)更多的衍生技術(shù),為新能源產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈建設(shè)貢獻(xiàn)自己的力量。
謝謝大家。
(注:本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理,未經(jīng)演講嘉賓審閱)
來源:中國商用車論壇

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