2026年5月,廣州南沙。一個占地并不張揚的項目將在2個月后開始動工。它有一個正式的官方名字:“新能源器件循環(huán)利用能力提升項目”——日前已獲國家發(fā)展改革委正式批復(fù),總投資約4.5億元,是眼下全國唯一一個國家級新能源循環(huán)利用重點建設(shè)項目。
它的目標,并不是造出一塊新的電池,而是讓那些從電動汽車上拆下來、堆在倉庫里無人問津的退役電池,體面地“走完最后一程”。
負責這個項目的,是中國科學(xué)院廣州能源研究所袁浩然研究員團隊。他們已經(jīng)在這件事上,堅持了十多年。
01讓發(fā)達國家頭疼的廢舊電池
中國新能源汽車的保有量早已突破3000萬輛。早期上路的電動車,正陸續(xù)進入動力電池退役期。這些電池里藏著鋰、鈷、鎳、錳——每一樣都是戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源,且大量依賴進口。如果直接報廢,是極大的損失。
面對退役高峰,一個常見的誤區(qū)是:退役電池經(jīng)過梯次利用,比如用在儲能基站或低速電動車上,就解決問題了。但梯次利用也有終點。終點的那些電池,要么被拆解成原材料重新進入供應(yīng)鏈,要么被填埋、焚燒,造成重金屬污染和資源浪費。
問題在于,過去很長一段時間里,國內(nèi)真正能把一塊廢電池“吃得干凈”的技術(shù)并不多。傳統(tǒng)濕法冶金工藝用強酸浸泡,鋰的回收率只有84%—85%,剩下十幾百分點的鋰——價格從每噸幾萬元漲到幾十萬元——就這么白白從酸液里流走了。銀、鈷、鎳的流失更可惜。
袁浩然團隊做的,就是把這部分“流失”重新?lián)苹貋怼?/b>
02
三大板塊破解電池拆解難題
新能源器件之所以難處理,是因為它們天生就不是為拆解設(shè)計的。鋰電的正負極、隔膜、電解液緊緊壓在一起;光伏組件的玻璃、銀漿、硅片被EVA膠膜死死粘合;風機葉片的玻纖與樹脂交聯(lián)固化。
想“分而治之”,第一步就卡在“分不開”。
團隊的思路并不神秘:先熱解,再濕法提取。真正花了十幾年磨出來的,是中間的那些精細化工藝。
第一板塊:前端分離。他們開發(fā)了一套梯度熱解技術(shù),讓有機物(隔膜、電解液、粘結(jié)劑)在不同溫度段依次氣化,金屬留在固體殘渣里。這套裝置在實驗室小試時控制精準,但放大到工業(yè)規(guī)模后,爐膛溫度場不均勻、熱解不徹底。團隊花了大量時間與企業(yè)聯(lián)合攻關(guān),最終解決了工業(yè)化設(shè)備的溫度分布問題。
第二板塊:高值提取。以磷酸鐵鋰電池為例。傳統(tǒng)濕法工藝用硫酸和雙氧水浸出,鐵、磷、鋰一起溶進溶液,再靠分步沉淀分離鋰,效率低、試劑消耗大。團隊改用EDTA-2Na輔助超高速機械化學(xué)強化解離技術(shù),在最優(yōu)工藝條件下,鋰浸出率達到99.17%,而鐵浸出率僅2.39%——鋰幾乎全部被“定向抓走”,剩下的鐵磷轉(zhuǎn)化成磷酸鐵,可以繼續(xù)做正極前驅(qū)體。
對光伏組件中的銀,團隊采用氨基酸及生物有機酸綠色浸出體系,在溫和條件下讓銀浸出率超過96%,不用強氰或濃硝酸。
對風機葉片的樹脂玻纖復(fù)合材料,他們建了一條“精準切割—連續(xù)熱解—產(chǎn)物提質(zhì)—纖維再生”的完整產(chǎn)線,廢樹脂解聚率超過99%,再生玻纖拉伸強度保持率80%以上。
第三板塊:降低能耗。全流程通過余熱回收、減少用酸量、縮短工藝流程,使綜合能耗降低30%,成本降低約40%。
03敲門驗證: 從實驗室到萬噸級產(chǎn)線的通關(guān)
技術(shù)突破只是故事的一半。另一半,是怎么讓企業(yè)敢用。
在取得不錯的效果之后,團隊就與企業(yè)一起開展產(chǎn)業(yè)化的嘗試,要通過工業(yè)設(shè)計,解決能源供給、熱解爐溫度場分布等問題,要與企業(yè)合作共同研發(fā)工業(yè)化放大裝備。
袁浩然說,最難的不是科研本身,而是企業(yè)的顧慮。“新技術(shù)怕風險、怕不連續(xù),怕一停爐就損失幾百萬。”
團隊的做法很樸素:帶著小型裝備到企業(yè)現(xiàn)場,做長周期中試驗證,一做就是幾個月。用連續(xù)穩(wěn)定的運行數(shù)據(jù)說服企業(yè),同時牽頭制定行業(yè)標準,讓技術(shù)有規(guī)可依。企業(yè)看到了技術(shù)的規(guī)范性和穩(wěn)定性,自然也就愿意合作了。
如今,他們與五礦集團、格林美、中國資源循環(huán)集團等企業(yè)合作的設(shè)備,已實現(xiàn)鋰電池、光伏組件、風機葉片三個方向的萬噸級年處置量。處理退役光伏組件,每噸成本比傳統(tǒng)方式降低近一半;回收風機葉片,樹脂熱解得到可燃油氣,玻纖重新用于建材。
這些設(shè)備已在廣東、甘肅、內(nèi)蒙古等地投產(chǎn)運行。
04
國家級平臺:打通行業(yè)循環(huán)
即將在南沙開工的項目,被袁浩然稱為“行業(yè)的公共大實驗室和中試母機”。
四個子平臺——智能拆解、熱化解構(gòu)、金屬回收、綜合支撐——將構(gòu)成一套全鏈條技術(shù)體系。它不只為某一項技術(shù)服務(wù),而是面向全國高校、科研機構(gòu)、企業(yè)開放。以前,各家研發(fā)往往只針對單一環(huán)節(jié)或單一器件,平臺建成后,可以系統(tǒng)研究不同退役器件的循環(huán)利用方法,開發(fā)標準化評價體系。一項技術(shù)從實驗室到產(chǎn)業(yè)化的周期,有望大幅縮短。
項目還將聯(lián)合企業(yè)共建“科技+金融+產(chǎn)業(yè)”孵化器,并依托平臺培養(yǎng)一批高素質(zhì)復(fù)合型人才。
“讓每一個退役器件都形成新的再造裝備,讓新能源真正實現(xiàn)從搖籃到搖籃的永續(xù)循環(huán)。”袁浩然說。
05
動力電池占整車成本的三到四成。電池的原材料成本,又直接影響整車價格。當鋰、鈷價格因供需錯配劇烈波動時,每一家車企和每一個消費者都無法置身事外。
高效的回收體系,相當于為新能源產(chǎn)業(yè)建立一座“城市礦山”——它不依賴進口,不受地緣政治影響,且品位遠高于原生礦石(廢舊電池中鋰含量約2%~5%,而鋰輝石原礦品位僅0.5%~1%)。回收率每提高一個百分點,就意味著每年可少挖數(shù)萬噸礦石、減少數(shù)萬噸酸液排放,并降低對外依存度。
這正是廣州選擇在這個時間節(jié)點,推動一個總投資4.5億元的國家級新能源循環(huán)利用項目落地南沙的原因。
這座城市已經(jīng)擁有廣汽埃安、小鵬汽車等整車企業(yè),以及從電池、電控到智能駕駛的相對完整產(chǎn)業(yè)鏈。現(xiàn)在,它正在補齊最后一塊拼圖:退役器件的循環(huán)利用。
當一塊動力電池從廣州的工廠里產(chǎn)出,跑完十幾萬公里,最后又在南沙的實驗室里被拆解、提純、重新變成電池級的原材料——一條真正閉環(huán)的綠色產(chǎn)業(yè)鏈才算真正建成。
而這,或許才是“智車之城”更深遠的底氣。

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