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中国科学院院士成会明:废旧锂电池再利用的“新途径”

   2023-04-12 ​林典驰200
导读

2023第三届先进电池材料集群产业发展论坛在深圳开幕。在本次论坛上,中国科学院院士、中国科学院先进技术研究院碳中和技术研究所所长、深圳理工大学(筹)材料与能源学院名誉院长成会明作《锂离子电池材料的修复与再

 

 

2023第三届先进电池材料集群产业发展论坛在深圳开幕。


在本次论坛上,中国科学院院士、中国科学院先进技术研究院碳中和技术研究所所长、深圳理工大学(筹)材料与能源学院名誉院长成会明作《锂离子电池材料的修复与再利用》主旨报告。


成会明表示,“要实现‘双碳’目标,我认为要做好六个方面:能源生产低碳化、能源使用电气化、工业过程氢能化,还有二氧化碳资源化、资源利用循环化、能源网络智能化。”


“从化石能源过渡到可再生能源,储能技术是必不可少的,我们今天重点谈谈电化学储能。”成会明谈到。


根据国家电网全球能源互联网研究院数据,到2030年,新型储能(不含储蓄)将达到100GW,2060年达到350GW,平均储能时长2小时。“电化学储能未来增长量非常大,可能会远远大于我们现在动力电池的规模。”成会明表示。


成会明谈到,锂电池是目前商业化最成功的一类电池,储能规模比较小、电动汽车占比较大、消费类电池基本保持稳定。电动汽车于10多年前开始大规模应用,现在陆续会有很多电动汽车报废,因此带来了很多废旧电池,而从全球范围来看,实际上废弃电池的回收量是非常低的。


与此同时,锂离子电池中存有贵金属资源,尤其是锂、钴、镍等,中国资源有限,存在被“卡脖子”的风险。2020年全球锂资源储量约为2100万吨贵金属当量,中国占全世界的5.88%左右。其他的资源分布也不均匀,中国探明储量占比较低。


因此废旧锂电池的回收极为重要,既能缓解锂电池的资源问题,确保能源战略安全,也关乎新能源产业的可持续发展。


目前废旧锂电池的常用回收方法主要有两种:一种是火法回收,一种是湿法回收。火法回收主要是采用放电拆解,然后进行高温处理,而湿法回收主要是采用化学试剂处理,金属提炼,变成氧化物。“这两种方法前者高能耗、高排放,后者污染比较大,总体来说流程较长。”


现有的回收方法均基于正极材料结构的破坏与有价金属元素的提取,而电极材料结构稳定,必须使用较为极端的条件,如高温、强酸等方法破坏正极材料中的化学键,且提取过程冗长。


成会明总结,现有回收技术面临如下挑战:基于结构破坏-再提取思路的湿法、火法回收方法流程长、能耗高;回收外加试剂的成本与排放不宜控制;回收产物应用具有局限性、经济性不高。


那有没有更好的办法呢?“省去中间环节,直接合成元素,元素变成材料,从间接回收向直接回收转变,这是我们的一个思路。”

    

 
(文/小编)
 
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