作为新能源车的核心部件，锂电池的回收本应是动力电池全生命周期中的重要一环，目前在我国却做得比较粗放乃至原始。如果不抓紧研发动力锂电池先进回收技术，将会严重制约电池产业乃至新能源汽车产业的发展。

　　3月5日，在由北京市科学技术协会、中国科学院文献情报中心主办的“动力锂电池回收”决策咨询沙龙上，中国科学院院士、清华大学教授费维扬，分享了自己关于加强动力锂电池先进回收技术研发的思考。

　　他指出，我国锂资源虽然丰富，但储量最大的盐湖卤水中锂的浓度很低，镁锂比极高，提取电池级锂制品的难度较大。因此无论是为提高产能还是为新能源汽车的可持续发展，锂资源的循环利用至关重要。退役电池的现代化、规模化回收必须得提上日程了。“尤其不能忽视的是，随意丢弃或野蛮拆解废电池会对自然环境产生严重破坏。”

　　因此，费维扬呼吁：“我们应当加强先进动力电池回收技术的研发，加紧智能化、规模化的电池回收体系的建设，让退役锂电池‘好来好去’。”

　　稀缺资源必须倍加珍惜

　　锂产品在核工业、电池、玻璃陶瓷、冶金、医药、航天航空等行业都有广泛的应用。近年来，锂及其多种化合物的需求量呈现稳态增长的趋势，主要增长点就是电动汽车所需的锂电池。由于锂产品的需求量很大且仍在持续上涨，导致锂成为一种稀缺资源。

　　从全球的锂资源分布来看，南美洲的锂资源比较丰富，玻利维亚、智利和阿根廷等国的锂资源储量处于全球领先地位，我国和美国的资源量紧随其后。

　　对于智利、阿根廷等国锂含量高而镁锂比低的资源，采用沉淀法、吸附法提取锂的成本很低，技术也比较成熟。我国的锂资源虽然丰富，但大量存在于盐湖中的锂资源浓度很低，而镁锂比极高。费维扬介绍，“从低浓度、高镁锂比的卤水提锂，难度较大。经过多年的努力，我国在膜法、吸附法、煅烧浸取法、萃取法等盐湖卤水提锂技术上取得了很大进展。一些企业能分别利用这些技术每年生产数千吨的锂制品。但是，工艺设备有待改进、产品质量有待提高、环境保护急待加强。目前国内使用的电池级锂产品，大多依赖进口资源。”

　　随着时间的推移，中国产生的退役锂电池数量将很快达到每年万吨甚至十万吨的量级，“只生产不回收，不符合可持续发展的规律，并会进一步对自然环境产生威胁。”费维扬指出，在锂电池的正极材料中含有锂、钴等贵金属。这些稀缺资源必须倍加珍惜，循环利用。

　　绿色发展面临严峻挑战

　　锂电池结构比较复杂，包含外壳、隔膜、正极、负极、铜集流体、石墨、铝集流体和电解液等。费维扬指出：“只生产不回收，不符合可持续发展的规律，并会进一步对环境产生威胁。”有些专家统计过，我国每年已经有上万吨电池不知去向。这些电池很可能被野蛮拆解，已造成严重的资源浪费和环境污染。

　　退役电池回收的工艺，主要有火法冶金法和湿法冶金法两类。火法是先采用高温整体处理方法，然而进行锂电池组成材料之间的分离。这种方法流程较短、在国外应用较为普遍，但是这种方法能耗很高，同时还会产生大量有害气体和固体废物。有的国外千吨级火法电池回厂不得不用高达60%的投资处理三废。湿法是先使用机械方法拆解电池和分拣材料，然后采用浸取工艺溶解有价金属元素，再以沉淀、萃取等化学分离技术回收金属。湿法工艺流程较长，但资源回收率高，操作条件相对温和，技术比较先进，是国内外研究者关注的热点。但是过程中也必须使用大量化学试剂，也必须高度重视环保问题。

　　目前国内进行锂电池回收的，基本都是小企业甚至手工作坊，技术手段简单原始，资源有效回收率很低，易对环境造成了严重的伤害。“咱们电池的回收利用做得还比较粗放，必须加强回收过程的污染控制、避免对环境和健康的威胁。”费维扬毫不讳言。他强调，动力锂电池回收事关保护蓝天、碧水、净土的国策，必须高度关注。

　　分离技术必须加强研究

　　退役电池回收的核心实际上是分离技术。电池拆解和材料分拣是机械分离，有价元素的浸出和分离是化学分离过程。分离过程看似简单，实际上技术含量也很高。

　　费维扬介绍，《自然》杂志不久前发表了《七种化学分离方法改变世界》评论文章，分析了美国的能源消费结构。工业能源消费占32%，其他用于交通、住宅和商业等。在工业能源消耗中，有一半与化学分离技术紧密相关。“可见，分离技术先进，节能效应良好；分离技术落后，不仅能耗高，还会造成严重的环境污染。”

　　费维扬还以萃取为例，说明发展先进提取、回收工艺的重要性。“溶剂萃取是一种先进的分离技术，具有化学与化工紧密结合的特点，选择性高、便于大规模连续操作。但是对于一些新的、要求很高的过程，需要用分子模拟和实验研究相结合的途径开发高效萃取剂；对于处理量很大的萃取过程，设备的设计放大要求很高，设备内两相流动、相际传质和界面现象极为复杂。萃取过程的控制要求也很高。目前，在基础研究和工程应用之间还有很大的鸿沟，迫切需要进行深入的基础和工程化研究。”

　　费维扬说，退役电池回收看来是一种低端的传统产业，但需求迫切、技术含量高。电池回收应该发展为一种先进制造技术，是新能源汽车发展产业链中的一个重要环节，必须认真研究，抓紧落实，争取把它发展为一种现代化、规模化的朝阳产业。

　　过程强化引起高度重视

　　对于锂电池回收技术未来的发展趋势，费维扬提出3个重点。

　　首先要做到自动化安全高效拆解。他认为，当前一些小企业采用手工拆解退役锂电池，虽然成本低，但资源回收率低，容易造成环境污染，而且存在安全隐患。自动化高效拆解和绿色安全地处理电解液应是研究的重点。

　　其次是实现有价金属的高效回收。针对各种类型退役锂电池，创制能高效浸出和回收有价元素的先进工艺和设备，高效、低成本地回收、利用退役锂电池中各种有价元素。

　　更重要的是，应控制回收过程的二次污染。一些电池回收工艺会产生有毒气体和有害废液，对环境健康造成很大的威胁，因而进行污染防治以及开发绿色回收工艺也是紧迫的任务。动力锂电池回收事关保护蓝天、碧水、净土的国策，必须高度关注。

　　费维扬还指出目前过程强化是当前技术发展的一个重要趋势。过程强化是用更小、更便宜和更高效的设备和工艺来代替庞大、昂贵和耗能的设备和工艺，或是用较少的乃至单个设备来代替多个设备。它对化学工业的转型升级和提质增效具有重要意义。现代化、规模化动力电池回收工厂工艺复杂、投资大，规划和设计时贯彻过程强化的理念非常重要。

　　“真正做好退役电池回收，需要机械、化学、化工、自控等多学科的交叉研究、需要工艺、设备、控制、管理等各专业的配合。”现在电池制造业比较集中，宁德、比亚迪等几家厂商占据了大半江山。他建议由大型电池厂牵头、协同创新，建立科学的回收系统，发展现代化、规模化的动力电池回收产业。

　　巧妙结合推进协同发展

　　目前人们对颠覆性技术特别感兴趣，往往对一些“黑科技”争相投资，而对动力电池回收等关注不够。

　　费维扬还谈到，美国麦肯锡全球研究所2015年曾完成一项研究，对12种最被看好的技术：移动互联网、物联网、云计算、机器人、人工智能等估算了它们可能具有的经济潜力。该项研究认为，那些目前已经处于发展阶段的技术如移动互联网等将给世界经济带来万亿美元计的巨大收益。不过他们认为，从现在到2025年，某些看来具有吸引力的创新领域并不会造成非常大的经济影响。他们还认为技术创新所带来的实际经济收益不会源自那些炫目的想法，而是源自正在趋于成熟的新兴技术与存在了数十年的传统技术的巧妙结合。

　　“我很同意这种观点。退役电池回收需要使用一些传统技术，但行业发展和环境保护迫切需要回收能够更高效、更清洁、更科学，那么就需要把趋于成熟的新兴技术与动力电池回收‘巧妙结合’起来，研发智能化、规模化的先进电池回收技术。”

　　资源回收，是动力电池全生命周期中的重要一环，对新能源汽车产业的发展具有重要意义。费维扬认为，应当多做宣传、多做工作，让退役电池“好来好去”。