圖為中南大學(xué)教授李薦發(fā)表主題演講

　　非常榮幸有這樣的機(jī)會(huì)與大家進(jìn)行這樣的交流，把我們?cè)谶@方面，特別是動(dòng)力電池回收方面這幾年的經(jīng)驗(yàn)與大家進(jìn)行匯報(bào)。

　　據(jù)中汽研的數(shù)據(jù)，電動(dòng)汽車(chē)電池的報(bào)廢量2020年就有32萬(wàn)噸，行業(yè)里面大家認(rèn)為2018年就會(huì)有10幾萬(wàn)噸，可能行業(yè)數(shù)據(jù)跟官方數(shù)據(jù)稍微有點(diǎn)不同，但總的來(lái)說(shuō)電池回收這個(gè)事情是非常緊迫的。

　　這里我總結(jié)了一下動(dòng)力電池回收的幾點(diǎn)必要性：

　　首先，有安全問(wèn)題，大家都非常理解，有高壓直流電，有燃燒爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

　　第二，有污染問(wèn)題。雖然鋰離子動(dòng)力電池跟鉛酸電池相比沒(méi)有鉛的污染，同樣也有磷、鈷、鎳等等，可以說(shuō)污染形勢(shì)比鉛酸電池復(fù)雜得多，對(duì)搞冶金的人來(lái)說(shuō)可能鉛酸電池的回收工藝更加容易和簡(jiǎn)單，但是對(duì)鋰離子電池來(lái)說(shuō)就非常不容易。國(guó)家對(duì)排放的廢水、廢氣指標(biāo)有要求，還有磷。重金屬的鈷和鎳國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是0.5毫克/升，也是三元大量的鈷、鎳，都是會(huì)污染的，所以必須要回收。

　　另外，還有資源問(wèn)題，上午也有專(zhuān)家講到了，我們國(guó)家其實(shí)鈷資源是很匱乏的，國(guó)家95%的鈷是進(jìn)口的，應(yīng)該引起非常重要的重視，都說(shuō)石油70%的依存度這么緊張，95%是不是應(yīng)該更緊張？鋰也是這樣，鋰相對(duì)比鈷好一些，但是目前我們國(guó)家70%的鋰是進(jìn)口的，也是很大的比例。

　　根據(jù)2016年的數(shù)據(jù)，已經(jīng)有50幾萬(wàn)輛的電動(dòng)汽車(chē)，離國(guó)家的政策，到2020年要達(dá)到10%左右的量差4倍左右，如果用量翻4倍上去，我們鈷、鋰如何翻4倍，這都是重要的問(wèn)題，這些都是回收的必要性。

　　行業(yè)里大家很關(guān)心三元材料跟磷酸鐵鋰，綜合性能、資源和知識(shí)產(chǎn)權(quán)等幾個(gè)方面來(lái)看，我們認(rèn)為可能在較長(zhǎng)的一段時(shí)間里頭至少5年以上三元和磷酸鐵鋰應(yīng)該是共存的關(guān)系。

　　動(dòng)力電池其實(shí)也是一個(gè)很不錯(cuò)的資源。目前動(dòng)力電池回收領(lǐng)域國(guó)內(nèi)、國(guó)外有幾個(gè)主流的回收工藝。美國(guó)的一家公司，Toxco公司，它很重要的特點(diǎn)是有低溫冷凍。低溫冷凍能保證電池在安全環(huán)保的情況下被粉碎，這是它的優(yōu)勢(shì)，但是它有能耗比較高的缺點(diǎn)。另外，粉碎以后還是要回到室溫去走濕法冶金的這樣一個(gè)工藝。

　　美國(guó)另一家公司Inmetco采用的是活法冶金，其很重要的特點(diǎn)是處理能力強(qiáng)，什么電池都可以放進(jìn)去，效率很高。但是它的問(wèn)題在于，不能直接得到能夠銷(xiāo)售的有價(jià)值的產(chǎn)品，還要后面進(jìn)行處理。這個(gè)有機(jī)材料，包括我們的電解液、隔膜、碳材料負(fù)極這些，都會(huì)被以二氧化碳的形式釋放到環(huán)境里面，就是碳排放是巨大的。

　　國(guó)內(nèi)是偏濕法冶金的，主要以格林美、邦普比較成型的大企業(yè)主體的工藝。這個(gè)工藝的特點(diǎn)，特別是對(duì)三元材料，能夠會(huì)收到非常好的鈷和鎳這樣的終端產(chǎn)品，產(chǎn)品的性能指標(biāo)能夠達(dá)到跟原礦冶煉相同的甚至更高的水平，這是它的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。但是濕法冶金要用酸和堿，環(huán)境污染的治理成本還是比較高的。另外，這個(gè)工藝如果處理磷酸鐵鋰，成本壓力會(huì)比較大，因?yàn)榱姿徼F鋰?yán)锩鏇](méi)有鈷、沒(méi)有鎳，值錢(qián)的可能就那點(diǎn)鋰，但是又比較少，且很難算過(guò)來(lái)這個(gè)經(jīng)濟(jì)賬，這是比較大的一個(gè)問(wèn)題。

　　還有電解液的回收，咱們國(guó)家到目前為止基本上產(chǎn)業(yè)化的電解液是沒(méi)有回收的，要么燒掉了，要么進(jìn)到水體里頭處理了，這里面有幾個(gè)科研方面的方法，真空熱解、有機(jī)溶劑萃取、超臨界水萃取，我們采用減壓蒸餾的方法。

　　下面重點(diǎn)來(lái)介紹一下我們這幾年做的工藝，這里頭跟已有的工藝不太相同的地方，我們多了一個(gè)非電解液的回收和隔膜的回收，同時(shí)，對(duì)于回收的正極材料和負(fù)極材料有一套比較完整的修復(fù)工藝，就是能把這個(gè)材料不經(jīng)過(guò)冶金分解，直接把它修復(fù)成咱們電池上能夠再次用的正極材料和負(fù)極材料，這是我們工藝的一個(gè)最大的特點(diǎn)。濕法冶金是把有用的東西分門(mén)別類(lèi)的提出來(lái)，我們稱(chēng)為“分”，而這個(gè)材料修復(fù)是“合”，就是直接把它合成有用的電池材料，有點(diǎn)跟材料廠(chǎng)家的相似。我們?cè)谥心洗髮W(xué)做了一個(gè)中試線(xiàn)，歡迎大家去參觀(guān)、考察。

　　在我們的研究過(guò)程中也遇到了很多的問(wèn)題，也有很多專(zhuān)家跟我們交流的時(shí)候提到，說(shuō)這個(gè)材料修復(fù)里頭既然是物理法，不可避免的會(huì)有一些雜質(zhì)成份帶入到你這個(gè)最終的產(chǎn)品里頭，比如說(shuō)鋁、比如說(shuō)氟，比如說(shuō)多余的鋰或者是銅這樣的東西，在你的材料里邊會(huì)不會(huì)帶來(lái)不利的影響？所以我們?cè)谶@方面做了一些研究。

　　首先，我們有意的在買(mǎi)來(lái)的磷酸鐵鋰材料里邊加入鋁粉，模仿回收的材料里頭如果有一定的鋁會(huì)怎么辦，會(huì)不會(huì)造成對(duì)材料比較嚴(yán)重的影響。通過(guò)我們這樣的研究我們做了它的各種曲線(xiàn)，電性能以及充放電、還有倍率，各種性能的比較。

　　最終的結(jié)論是這樣的，對(duì)于鋁來(lái)說(shuō)，當(dāng)這個(gè)含量不高于0.5的時(shí)候，基本上對(duì)電池性能沒(méi)有什么影響，同時(shí)我們也對(duì)這個(gè)循環(huán)性能做了比較，甚至1%的范圍內(nèi)鋁都沒(méi)有明顯的影響。

　　還有自放電，剛剛這個(gè)是自放電的影響，也是1的范圍內(nèi)沒(méi)有影響。

　　同時(shí)我們也做了氟，因?yàn)榉矔?huì)有一定的殘留，以及像銅，在負(fù)極會(huì)有殘留，它對(duì)材料有沒(méi)有影響，這些結(jié)論我們發(fā)現(xiàn)它在所研究的范圍之內(nèi)都沒(méi)有對(duì)電池的性能有明顯的影響，當(dāng)然量太大了會(huì)直接影響它的一個(gè)克容量。

　　我們中試過(guò)程中得到的一些材料，鋁粉、銅粉、磷酸鐵鋰粉、石墨粉、電解液這樣的一些材料。對(duì)修復(fù)的磷酸鐵鋰材料，我們也做了大量的電磁實(shí)驗(yàn)，都是跟買(mǎi)來(lái)的材料進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)力度和掃描電鏡能很明確的看得出來(lái)可以說(shuō)跟買(mǎi)來(lái)的是差不多的，同時(shí)我們修復(fù)過(guò)程中，如果控制條件的話(huà)也可以修成挺漂亮的球形。

　　這是用X染色來(lái)表征修復(fù)的材料跟買(mǎi)來(lái)的也是沒(méi)有區(qū)別的，把它做充放電，還有低溫以及循環(huán)、倍率，這些都表明修復(fù)的材料能夠非常接近于直接買(mǎi)來(lái)的材料。

　　總的來(lái)說(shuō)，我們這種修復(fù)的工藝是以物理法為主，沒(méi)有污染，并且流程也比較短，也沒(méi)有廢水、廢氣這樣的排放，并且隔膜和電解液全組分都能夠回收。同時(shí)，雖然我說(shuō)的是磷酸鐵鋰的事，但是同樣用來(lái)處理三元電池、修復(fù)三元材料，也可以達(dá)到同樣的效果。它的經(jīng)濟(jì)性比較好，因?yàn)椴恍枰@么多的環(huán)保成本，流程也比較短。

　　這是一些知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面，我們初步的根據(jù)中試測(cè)算的經(jīng)濟(jì)效益也是非常不錯(cuò)的，目前我們?cè)谔旖蛘诮ㄔO(shè)這樣的工廠(chǎng)。

　　我的演講就到這里。謝謝大家！

　　（根據(jù)發(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱）