南方財經全媒體記者 林典馳 深圳報導
3月24-25日，2023第三屆先進電池材料集群產業發展論壇在深圳開幕。
在本次論壇上，中國科學院院士、中國科學院先進技術研究院碳中和技術研究所所長、深圳理工大學（籌）材料與能源學院名譽院長成會明作《鋰離子電池材料的修復與再利用》主旨報告。
成會明表示，「要實現『雙碳』目標，我認為要做好六個方面：能源生產低碳化、能源使用電氣化、工業過程氫能化，還有二氧化碳資源化、資源利用循環化、能源網絡智能化。」
「從化石能源過渡到可再生能源，儲能技術是必不可少的，我們今天重點談談電化學儲能。」成會明談到。
根據國家電網全球能源網際網路研究院數據，到2030年，新型儲能（不含儲蓄）將達到100GW，2060年達到350GW，平均儲能時長2小時。「電化學儲能未來增長量非常大，可能會遠遠大於我們現在動力電池的規模。」成會明表示。
成會明談到，鋰電池是目前商業化最成功的一類電池，儲能規模比較小、電動汽車占比較大、消費類電池基本保持穩定。電動汽車於10多年前開始大規模應用，現在陸續會有很多電動汽車報廢，因此帶來了很多廢舊電池，而從全球範圍來看，實際上廢棄電池的回收量是非常低的。
與此同時，鋰離子電池中存有貴金屬資源，尤其是鋰、鈷、鎳等，中國資源有限，存在被「卡脖子」的風險。2020年全球鋰資源儲量約為2100萬噸貴金屬當量，中國占全世界的5.88%左右。其他的資源分布也不均勻，中國探明儲量占比較低。
因此廢舊鋰電池的回收極為重要，既能緩解鋰電池的資源問題，確保能源戰略安全，也關乎新能源產業的可持續發展。
目前廢舊鋰電池的常用回收方法主要有兩種：一種是火法回收，一種是濕法回收。火法回收主要是採用放電拆解，然後進行高溫處理，而濕法回收主要是採用化學試劑處理，金屬提煉，變成氧化物。「這兩種方法前者高能耗、高排放，後者污染比較大，總體來說流程較長。」
現有的回收方法均基於正極材料結構的破壞與有價金屬元素的提取，而電極材料結構穩定，必須使用較為極端的條件，如高溫、強酸等方法破壞正極材料中的化學鍵，且提取過程冗長。
成會明總結，現有回收技術面臨如下挑戰：基於結構破壞-再提取思路的濕法、火法回收方法流程長、能耗高；回收外加試劑的成本與排放不宜控制；回收產物應用具有局限性、經濟性不高。
那有沒有更好的辦法呢？「省去中間環節，直接合成元素，元素變成材料，從間接回收向直接回收轉變，這是我們的一個思路。」
成會明談到，「我們提出了以下的解決方法：包括回收思路直接化、回收流程封閉化、回收產物功能化。具體來說，分別為從單質元素向獲得化合物、間接回收向直接回收轉變；使用外源試劑向內源試劑轉變；回收產物具有功能化，多樣化，高附加值化。」
成會明基於上述三個解決思路陸續開展了此方面的研究。其中包括固相燒結、水熱反應、溶劑修復、電化學嵌鋰、熔融鹽修復；試劑循環再用、電池中殘鋰的回收、石墨的回收利用、集流體的回收利用、排放物的處理處置；以及修復正極材料的功能化、正極材料合金化，用作催化劑以及負極、集流體的轉化。
會上，成會明為觀眾講解其在電池回收方面的直接回收方法以及回收產物功能化方面的研究。
他呼籲，建立電池回收與利用體系是一個系統工程，需要立法、儲運、回收技術，便於回收的電池設計、可溯源性多方面的協同創新，需要多學科交叉，包括材料、機械、信息等領域的協同發展。
理想的回收體系，應該是電池全生命周期可溯源、拆解分選自動化、電池材料直接再生等創新技術的集成。
廢舊鋰電池材料直接回收具有必要性，它也有利於資源的循環利用和環境保護。修復過後的材料又可以再用於鋰離子電池，實現有效利用資源，降低電池成本。最後，還可以將回收材料轉化應用到其他領域，拓展電池回收的經濟性。
更多內容請下載21財經APP