-
微信扫码登录
中国汽车技术研究中心预测，到2020年，我国汽车动力电池累计报废量将达到12-17万吨的规模，电池电动工具市场回收问题引起人们越来越多的关注。为加强新能源汽车动力蓄电池回收利用管理，规范行业发展，推进资源综合利用，12月1日，国家工信部网站公布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》(征求意见稿)，向社会公开征求意见，这意味着动力电池的回收工作将有法规可依。
然而，动力电池电动工具市场的回收还面临诸多问题，有没有一种方法，让电池的成本降下来，让回收更方便、污染更少？答案是有。在近日举办的“2016中国储能技术与应用大会”上，中科院电工研究所研究员陈永翀发表了“基于可回收理念的新型储能锂电池研究”主题演讲，分享了其团队关于新型储能电池的研究成果。这种新型结构的储能锂电池，不但让锂电池真正做到可回收，还降低了电池的制造成本和使用成本，具有传统锂电池所不具备的很多优点，从技术创新的角度来说，电池的回收或将迎来曙光。
锂电池回收难在哪儿
无论是圆柱锂电池还是方型锂电池，从内部结构来看，所有的锂电池都是粘接电极，而粘接电极给电动工具市场的回收带来很大困扰。Co元素和Li元素回收要拆解，由于杂质太多，只能把粘接的电极全部打碎，里面碎的铝箔、铜等材料重新用冶金方式回收。陈永翀表示，这样回收不但成本高，污染也大，回收过程中产生的酸、碱的处理也是个问题。
其次，这样的粘接结构还导致锂电池的动态循环寿命缩短。如果将锂电池用作静态储能，电池的循环寿命会很长，但是在运动状态中使用的话，使用环境会使电池寿命受到影响。此外，随着不同季节温度的变化，电池内部也会出现膨胀、收缩等现象，久之活性颗粒接触内阻升高，电池极片松动脱落，电池循环寿命会急剧下降。
“所以动力电池的寿命和狭义的静态储能电池的寿命(不一样)，在实验室静态下测试很好，但在动态实际情况下使用寿命不见得会很好，这个要区别开来”，陈永翀说。此外，动力电池和储能电池需要串联、并联，要求电池具有较好的一致性。电池涂布厚度很薄，比如100微米，设备厂商要求精度要控制在±0.5微米，而一套普通的挤压式涂布机约300万一套，设备投资合0.3-0.5Wh/元，这就导致了大型锂电池高昂的制造成本。
新型储能锂电池有望解决电池回收难题
针对传统锂电池回收的这些问题，陈永翀带领的科研团队正在研发一种新型储能锂电池，他们从锂电池的内部结构入手，把锂电池内部粘接改为加热状态，上面几个问题则迎刃而解：这种新型储能锂电池的浆料回收、再生容易，纯度也很高，将缺少的元素补上之后，还可再用；浆料耐冲击，不存在松动脱落问题，电池动态寿命更长；浆料电极片是传统电极片厚度的5-10倍，绝对精度容易控制，电池的制造成本降低。
该新型储能锂电池的库存效率很高，跟现有锂电池一样可高达99%以上，它的能量效率比目前现有锂电池稍低，但大于90%，此外，该电池的循环性也非常好。陈永翀表示，低速电动车和小型储能领域是该新型电池未来的一个应用市场。“我们不要求一个产品十全十美，可以应用在任何场合，这做不到，找到它的应用场合去做就行，百花齐放”，陈永翀说。
尽管铅酸电池能量密度低，寿命短，还是有大量的商业电动车和储能基站采用，这主要是因为锂电池成本太高。降低电池成本的途径无外乎三个方面：降低材料成本、降低制造成本和降低使用成本。通常情况下，人们通过提升能量密度从而在某种程度上降低材料成本(随着能量密度的增加，安全性能则会降低)，通过扩大规模来降低制造成本，通过提高静态寿命来降低使用成本。
陈永翀团队把电池内部粘接改为加热状态，让锂电池真正做到了可回收和可再生，且回收残值大于20%。他们不单单依靠规模化制造来降低成本，工艺结构也降低了回收成本；浆料具有耐冲击的特性，从而也提高了电池的动态寿命。这种新型储能锂电池的研究，是一种新思路，为电池回收难题带来了解决的曙光。
据悉，该新型储能电池研发项目开始于2010年，小试成功，从2016年4月1日开始中试，目前已经授权19项发明专利，并在进一步研发当中。
