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中国工程院外籍院士徐政和做客惠州西湖科学讲坛作“双碳环境下退役动力电池回收的机遇与挑战”专题报告

建立回收利用体系 释放“第二矿山”潜力

　　11月4日，我国新能源汽车年产量突破1000万辆。2018年年产量突破100万辆，2022年超过500万辆，再到如今突破1000万辆，我国新能源汽车年产销量持续刷新纪录。这也意味着，再过两三年，我国将迎来大规模动力电池退役潮。

　　11月22日，在惠州西湖科学讲坛（第二十八讲）上，中国工程院外籍院士、南方科技大学工学院创院院长徐政和以“双碳环境下退役动力电池回收的机遇与挑战”为题，作了一场精彩的专题报告。

　　徐政和院士指出，无论从实施“双碳”战略、环境保护的角度，还是发展循环经济的角度，动力电池回收利用体系必须加快建立。目前，国家已经展开了布局，科研界和行业界正加强技术革新，加快破解行业发展痛点，建议惠州加强对企业研发、产学研协同发展等关键环节的支持，围绕动力电池全生命周期价值链布局产业链、创新链，打造行业人才聚集高地，培育发展新质生产力。

徐政和作专题报告。惠州日报记者张艺明 摄

　　我国将迎来大规模动力电池退役潮

　　从2020年开始，我国新能源汽车成功“弯道超车”，产销一路“疾驰”。据中国汽车流通协会乘用车市场信息联席分会发布的数据显示，短短4年间，我国新能源汽车市场渗透率从首超5%飙至今年的52.8%。

　　动力电池是新能源汽车核心部件，寿命一般为5～8年。这也意味着，随着新能源汽车市场高速增长，未来两三年，我国将迎来大规模动力电池退役潮，这将带动电池回收行业的快速发展，开启一个千亿元规模的蓝海市场。

　　“当电池衰减到80%的时候，就不再适合做汽车的动力电池了，要作报废处理，但它还有价值。”徐政和介绍，动力电池含有锂、钴、镍、锰等高价值金属元素，这些关键金属元素是我国相对匮乏的资源。

　　徐政和介绍，电池续航能力越强的产品，其钴、锰、镍等关键金属元素的含量就越高。因此，在业界，退役动力电池也被视为“第二矿山”，因为通过物理破碎、湿法冶金等技术手段，可以提取电池里的锂、钴、镍、锰等金属元素给到上游的电池生产企业，再循环使用到新的电池中，实现资源化利用。

　　徐政和举例称，2022年12月，美国电池回收企业、“特斯拉系”企业Redwood Materials公司宣布，斥资35亿美元建造电池回收工厂，该公司2023年回收了10GWh的锂电池，其中含有44000吨材料，回收的资源足够制造10万辆特斯拉车的电池。

　　“从资源供应安全的角度来讲，电池回收利用势在必行，是我国新能源汽车可持续发展的核心。”徐政和称，在“双碳”战略实施背景下，建立退役动力电池回收利用体系，是事关我国“双碳”目标能否实现、新能源产业能否可持续发展的关键所在。

　　“废旧电池热稳定性差，易燃易爆，重金属、有毒有机成分含量高，存放不当会污染环境，通过回收利用可以显著减少对环境的影响、提升经济效益，是可持续发展的核心。”徐政和从电池的构成以及成分特点分析动力电池回收的意义时表示，为了避免环境污染，电池回收利用势在必行。

　　徐政和指出，具备合规拆解、处理动力电池能力的企业回收利用成本高，其中设备投资超过60%，导致与“小作坊”比，回收电池的价格相对较低。因此，目前我国有70%～80%的废旧电池流入“小作坊”。这类“小作坊”不考虑资源循环利用效率等因素，主要目的是卖出黑粉（电池中正极和负极材料的混合物）。

　　今年10月，中国资源循环集团有限公司成立，注册资本100亿元，由国务院国资委代表国务院履行出资人职责。作为央企，该公司着力畅通资源循环利用链条，打造全国性、功能性的资源回收再利用平台。

　　建议惠州围绕电池全生命周期价值链布局产业链创新链

　　徐政和介绍了国内外废旧动力电池的回收方法，对比了不同环节的技术路线及各自特点，提出当前电池回收利用行业存在电池型号不一导致拆解设备自动化程度低、电池破碎效率低导致安全隐患大、黑粉纯度低不利于直接再生等难题。

　　他表示，当前，我国电池回收利用行业急需围绕电池全生命周期价值链布局产业链、创新链，发展灵活通用的安全绿色回收技术、混合物料的精细化物理分离技术、电解液的无害化处理以及负极材料的高值化利用技术、直接再生废旧正极材料的绿色回收方法等破解行业发展痛点堵点。

　　目前，徐政和领衔的课题组开发出可控闪碎技术和三元材料直接再生方法。其中，可控闪碎技术用于电池的破碎环节，实验结果显示新技术不但简化了电池破碎流程，过程对环境友好，而且物理分离获得的黑粉纯度高达97%。目前，该技术已经获授权发明专利1项，申请PCT国际专利1项，并已开展单次可处理400节18650电池的中试实验。而三元材料直接再生方法则是用热水法去除黑粉的杂质，再补锂就能得到再生的三元材料，再生后的材料循环性能和倍率性能均得到显著提高，有望实现资源高效循环利用。

　　徐政和表示，未来电池回收向智能拆解发展是大势所趋，“目前已有科研机构开展智能拆解技术研发，其中基于热红外、视觉、温度、气体等多传感器的电池起火应急及快反技术已取得一定成效，一旦成功将颠覆动力电池回收技术。”

　　今年7月省委、省政府发文支持惠州加快构建绿色低碳产业体系，包括“优先布局电池材料、储能电池及配套和回收等项目”“加强废水、废溶剂、废塑料及新能源汽车废旧动力电池等协同处理及再生利用”等。

　　徐政和表示，惠州新型储能产业聚集了欣旺达、豪鹏等具有技术优势的企业，建议惠州抓住政策利好和产业发展风口，加强对行业的引导和支持，围绕电池全生命周期价值链布局产业链、创新链，创造条件吸引高层次人才汇聚，同时强化对动力电池回收行业环保及安全的管理，推动电池回收利用行业高质量发展。

　　人物名片

　　徐政和 界面科学与材料专家，中国工程院外籍院士、加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士、国家级项目人才计划团队负责人，南方科技大学工学院创院院长，现任南方科技大学工学院讲席教授。其研究方向包括退役动力电池回收、高性能锂离子电池硅碳负极材料、硬碳材料、盐湖提锂、超疏水材料等。其在相关表面和界面化学领域造诣极深，研发了多种表面功能化的原创技术，特别是在磁性颗粒表面功能化并应用非常规石油资源开发、矿物分离及洁净煤燃烧等领域作出了杰出贡献，首次提出了浮选水动力空化学说，为解决细粒浮选世界难题作出了重大贡献。

　　惠州日报记者冯丽均 通讯员钟茂青