
當全球鋰資源量高達8900萬噸,中國卻仍有65%的鋰依賴進口;當2030年動力電池退役量將達380.3GWh,回收企業數量已暴增至18.83萬家,鋰電池回收行業正站在資源危機與產業機遇的十字路口,但行業卻出現了“面粉比面包貴”的怪現象。
中科合肥技術創新工程院主任張洋在2025全球動力電池回收利用產業峰會上,分享了破解行業痛點的技術方案與實踐探索,為鋰電池回收降本增效指明了方向。
行業困局:資源緊平衡下的回收之痛
新能源汽車與儲能產業的爆發式增長,推動鋰資源需求持續攀升。美國地質調查局數據顯示,全球鋰資源量折合碳酸鋰達4.5億噸,但分布極不均衡,智利、澳大利亞等國家占據主導地位。我國雖擁有青海鹽湖、四川鋰輝石等資源,但受技術限制與開采成本影響,仍需大量進口彌補缺口。
與此同時,退役電池“洪流”即將來襲。預測顯示,2032年我國動力電池報廢量將突破1TWh,若不能有效回收,不僅造成鈷、鎳、鋰等戰略資源浪費,還將帶來重金屬污染風險——單顆電芯不當處理可污染60萬升水體。
張洋主任在走訪了50多家回收企業后發現,當前回收市場呈現“小散亂”格局:18萬余家回收企業中,多數缺乏核心技術,依賴傳統濕法工藝。該工藝存在流程長、能耗高、污染大等問題,產業化單級萃取槽占地面積達18平方米,三元鎳、鈷、錳萃取溶劑投放消耗量大,鋰元素一步沉淀收率僅70%左右,沉鋰母液二次回收成本高,導致行業大面積虧損,亟需技術革新打破困局。
技術突破:短流程革命重構回收體系
面對行業痛點,張洋團隊研發的多場耦合智能分離技術實現了革命性突破。這項源自聚變材料提純的共性技術,通過超重力、磁場、化學場等多場協同作用,將傳統萃取分離效率提升40倍,鋰元素一步收率躍升至99.5%以上。
相較于傳統混合澄清槽體系,新型模塊化裝置占地面積減少70%,溶劑消耗量降低10-50倍。在湖南某產線應用中,該技術實現碳酸鋰純度超99.5%,生產成本降低30%,車間人員減少50%以上。更值得關注的是,這套系統可集成于標準集裝箱內,形成“移動礦山”,1天內即可完成部署,靈活適配不同場地與產能需求。
柔性拆解技術則從前端提升資源價值。通過精細化拆解與智能分選,將傳統混合打粉工藝的利潤率從0.002%提升至10.3%。每處理1噸廢舊電池,可直接增收2024元,同時使后續濕法冶煉的焙燒與除雜流程減半,大幅降低耗材用量。
短程提鋰工藝徹底改變傳統沉淀法的局限。采用碳化前置技術與全密閉離心萃取系統,實現低濃度溶液中鋰的一步法提純,避免傳統工藝3-5%的鋰夾帶損失,同時減少大量碳酸鈉使用帶來的環保處理成本。在磷酸鐵鋰回收中,該技術實現電池級磷酸鐵與碳酸鋰的高效分離,流程縮短三分之二。
AI賦能:全流程智能化升級
張洋主任特別強調了人工智能在電池回收領域的應用前景。人工智能技術的深度介入,為鋰電池回收注入新動能。
張洋團隊開發的正負極片智能分選系統,通過多光譜復合成像與深度學習算法,實現每秒上千次高頻氣流分選,正負極片識別準確率超90%。該技術使正極粉純度顯著提升,減少后續除銅工序,同時避免負極石墨因混合處理成為危廢,創造額外經濟價值。
濕法再生提純環節引入AI建模與實時調控系統,通過邊緣計算與端到端控制,實現工藝參數的毫秒級動態優化。系統可自主學習不同物料特性,智能重構分離路徑,使鋰、鈷、鎳、錳等元素萃取率穩定在99.5%以上,運行能耗降低30%。
在材料質檢環節,AI視覺大模型將SEM圖像分析時間從30分鐘縮短至60秒,顆粒檢測數量提升2-3倍,正常檢出率達95%。該系統能精準識別粒徑超標顆粒,解決人工標注工作量大、判斷標準不一的問題,靜態回收期僅1.39年,年均成本降低87.8%。
產業化落地:從實驗室到“循環礦山”
這些創新技術已在全國多地實現產業化應用。與國軒高科、格林美、廈門鎢業等行業龍頭合作的項目顯示,采用新型回收技術后,噸碳酸鋰生產成本降至1.07萬元,核心模塊投資不到500萬元,12個月即可回收成本。一條中等規模移動產線年產值可達1-2億元,同時減少90%的VOC排放,實現經濟效益與環保效益雙贏。
政策層面持續加碼為產業發展保駕護航。《健全新能源汽車動力電池回收利用體系行動方案》《新能源汽車動力電池綜合利用管理辦法》等政策相繼出臺,要求建立全生命周期溯源管理體系。歐洲《新電池法》更明確規定,2032年后新電池中回收鋰含量需達到12%,為技術落地提供制度保障。
未來展望:綜合利用企業成“新鋰王”
張洋指出,鋰電池回收行業正從分散式回收向綜合利用一體化演進。具備技術優勢的企業將向前端延伸,構建覆蓋個人與企業的回收網絡,打造“城市循環礦山”。通過模塊化智能組網與移動產線部署,可實現全國范圍內的資源優化配置,最大限度提升產線利用率。
從工業級到核級、芯片級材料的品質躍遷,從固定工廠到移動煉廠的模式創新,從人工操作到智能閉環的流程升級,鋰電池回收正邁向“綠色到綠色”的全鏈條價值重構。
隨著技術不斷迭代,綜合利用企業有望成為掌控“城市礦山”的“新鋰王”,為我國新能源產業可持續發展與“雙碳”目標實現提供核心支撐。
(責任編輯:子蕊)
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