一块废旧电池的“再生”

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    自2024年起，首批享受8年质保的动力电池集中进入退役期。据相关机构测算，2025年国内废旧动力电池产生量近40万吨，2030年将超过100万吨。这些废旧动力电池该如何处理？近日，记者对此进行了探访。
    湖北宜昌高新区，每天都有不少货车载着废旧动力电池，驶入宜昌邦普循环全链条一体化产业园。抵达这里后，这些电池将开启一段回收利用的循环之旅。
    “这些退役动力电池，首先会根据型号、状态和来源，被分门别类安置在仓储区的不同位置。”宜昌邦普循环生产负责人陈兆哲说，公司每年回收各类动力电池超15万吨。
8 f' v- |) ?/ ]" e# |    溯源与放电
    规范管理，将电压降至安全范围
8 W" j& E0 x5 V    走进仓储区，一排排整齐码放的废旧动力电池包映入眼帘。它们形态各异、大小不一，有的来自乘用车，有的来自商用车。“这些动力电池的健康度都衰减至80%以下，充电速度下降，续航缩水，动力输出减弱，热失控风险上升。”陈兆哲说。
    新能源汽车动力电池的管理一度存在漏洞，有的电池本该退役却再次流入市场，有的进入没有回收技术的小作坊，不仅可能引发安全事故，还会污染环境。
    规范管理的第一步就是要明确废旧电池的去向。在拆解车间，工人翻动着动力电池包，找到用激光雕刻或喷印工艺印上的一串数字，将它们录入全国新能源汽车动力电池溯源信息平台。
! u8 ?% i2 m) \" N    全国新能源汽车动力电池溯源信息平台于今年3月31日启动，动力电池在生产、装车、使用、运维、退役、回收的全生命周期里，其数字编号都必须录入平台。
3 L& V. f% v0 z/ b2 r- E    “这不仅能督促我们规范操作，也可以让车主了解自己汽车的零部件去向，提高将废旧动力电池卖给正规回收商的意愿。”陈兆哲表示，公司形成了一套完整的溯源体系，可以对回收的动力电池前端投料、中间制程、产品出货进行全过程溯源。
6 c+ p7 o/ y  I    完成身份识别后，废旧的动力电池包会被送上一条精密的自动化拆解线。机械臂熟练地卸下电池包的外壳，其内部结构就露出来——一块块砖头大小的电池单体紧密排列。
$ ?  a$ J$ k/ p/ C6 t# K) U3 V8 M: o% o6 h    此时，电池单体并不稳定，它们内部仍可能残留着不稳定的电能。因此，每一块电池单体被取出后，先存放在专用容器里，再被工作人员小心翼翼地拿出来，整齐码放在一个特殊的托盘上，然后送入放电器。放电器红色指示灯亮起，能量转移开始了。
    大约过了两个小时，指示灯由红变绿。“经过充分放电，电压降到安全范围，电池单体不会再燃烧。”陈兆哲说，存在漏液等危险性大的电池单体，还需放到盐水里化学放电。
    拆解与溶解
5 |. c  z2 S" Q8 F* q: U    精准提取，让目标元素各归其位
0 V: ^" @) s1 n- Q7 d    完成放电后，电池单体被送入破碎分选车间。在这里，电池单体被巨大的机械臂抓取，投入破碎设备中，变成大小规整的碎片。
    如何高效分选这些混在一起的物料？首先，混合物被送入氮气保护的窑炉进行高温热解，再经过打散、筛分、分选等工序，外壳、铜、铝等材料被分离。
    “有的材料可以被直接利用，剩下的高纯度黑色粉末就是再生黑粉。”宜昌邦普循环技术负责人王皓介绍，黑粉是电池单体里最宝贵的东西，浓缩了锂、铁、磷等高价值元素。
    如果说破碎是粗加工，那对黑粉的提取则需要“精雕细琢”。
    在湿法车间，黑粉被投入巨大的反应釜中，与特制的酸性溶液“汇合”。在特定的环境下，一场剧烈的化学反应开始了：固态的黑粉被彻底溶解，其中的金属元素以离子的形式进入到溶液中，形成一锅成分复杂的“金属汤”。
" p8 E" @7 x8 V' Q; N4 ?    此前，如何将这锅“汤”里的每一种金属元素精准、高效地分离和提纯出来，一直是困扰行业的难题。“尤其是磷酸铁锂电池，在它的正极材料里，锂、铁、磷元素相互发生化学反应，传统的回收方法往往难以将它们精准分离，回收率低、产品纯度差、能耗高，甚至产生大量难以处理的废渣。”王皓说，为解决这一难题，公司开发出定向循环技术。
    具体而言，溶解后的黑粉，经过多级除杂、沉淀、结晶等工艺后，溶液中的金属元素会精准分离和再结晶，再形成磷酸铁溶液和硫酸锂溶液。其中，磷酸铁溶液再经过多次酸溶和再结晶，重新“生长”出满足电池生产标准的磷酸铁产品；硫酸锂溶液进入锂盐车间，最终产出高纯度的白色碳酸锂粉末。
    “这一过程，如同在分子世界里进行一场精准的‘抓捕行动’，让每一种目标元素都各归其位。”王皓介绍，应用定向循环技术后，电池里的镍、钴、锰综合回收率达99.6%，锂的回收率达96.5%。
' }5 b4 k1 M  v! X1 x    运输与加工
$ ^" y& o8 z8 }& y; N* h& o0 z    高效接力，制成新一代动力电池
0 R; Y( }  V& r5 J/ I    当生产线上的高纯度磷酸铁和碳酸锂被装入吨袋，它们便完成了从“废料”到“原料”的身份转变。
    产业园内，一场高效的“接力”随即启动。这些新生的原材料通过管道或短途物流，便可直接输送到一路之隔的动力电池回收利用下游企业的车间。
) Z) W1 Q( E; o* h2 h/ S    “来自邦普循环的磷酸铁、碳酸锂通过精确配料，再经过纳米研磨、喷雾干燥、烧结、粉碎、包装等工序，最终变成新一代高性能磷酸铁锂正极材料。”宜昌邦普时代正极材料板块负责人时疆说。
" S. \7 i  w+ e, C' Y! O3 M# R    与用矿石等制成的电池材料相比，使用再生材料制成的新一代磷酸铁锂动力电池，性能表现优异。“用它装配的新能源汽车，具备更快的充电速度和更长的续航里程，能更好地满足市场对快充、长续航和绿色低碳的需求。”时疆说。
- H* k: I  ^- U# n    至此，经过一周时间，一块废旧动力电池完成了回收之路。
    “我们构建了电池材料生产—使用—回收利用—资源再生的全链条模式，上个生产环节产出的废渣，可以成为下个环节需要的原料。”时疆举例说，电池单体中提取的电解液，是一种可燃材料，现在成为供应园区热能的原料。
$ G9 s2 M/ M. q6 X) q5 D- g    近些年，产业园还形成了逆向产品定位设计的闭环——将回收端获得的经验反馈给电池制造企业，提出绿色电池设计建议。“例如，优化电池包的成组结构，使其在退役后更易于自动化拆解；调整某些金属材料的配比，使其在后续的提取过程中更易分离提纯。”陈兆哲介绍。
- D. D& X. s+ J    宜昌已经建成动力电池回收研发、生产、利用的全产业链。“我们将围绕新能源电池全产业链布局，不断提升本地配套水平，支持引导产业链上下游企业开放合作，进一步巩固磷酸铁锂动力电池和化工新材料的既有优势，加快打造新能源新材料产业集聚区。”宜昌市经济和信息化局副局长张勋说。
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来源：人民日报

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