鉅大LARGE | 點擊量：1166次 | 2018年07月27日
可回收的新型儲能鋰電池即將誕生
中國汽車技術研究中心預測，到2020年，我國汽車動力電池累計報廢量將達到12-17萬噸的規模，電池回收問題引起人們越來越多的關注。為加強新能源汽車動力蓄電池回收利用管理，規范行業發展，推進資源綜合利用，12月1日，國家工信部網站公布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》(征求意見稿)，向社會公開征求意見，這意味著動力電池的回收工作將有法規可依。
然而，動力電池的回收還面臨諸多問題，有沒有一種方法，讓電池的成本降下來，讓回收更方便、污染更少?答案是有。在近日舉辦的“2016中國儲能技術與應用大會”上，中科院電工研究所研究員陳永翀發表了“基于可回收理念的新型儲能鋰電池研究”主題演講，分享了其團隊關于新型儲能電池的研究成果。這種新型結構的儲能鋰電池，不但讓鋰電池真正做到可回收，還降低了電池的制造成本和使用成本，具有傳統鋰電池所不具備的很多優點，從技術創新的角度來說，電池的回收或將迎來曙光。
鋰電池回收難在哪兒
無論是圓柱鋰電池還是方型鋰電池，從內部結構來看，所有的鋰電池都是粘結電極，而粘結電極給動力鋰電池的回收帶來很大困擾。Co元素和Li元素回收要拆解，由于雜質太多，只能把粘結的電極全部打碎，里面碎的鋁箔、銅等材料重新用冶金方式回收。陳永翀表示，這樣回收不但成本高，污染也大，回收過程中產生的酸、堿的處理也是個問題。
其次，這樣的粘結結構還導致鋰電池的動態循環壽命縮短。如果將鋰電池用作靜態儲能，電池的循環壽命會很長，但是在運動狀態中使用的話，使用環境會使電池壽命受到影響。此外，隨著不同季節溫度的變化，電池內部也會出現膨脹、收縮等現象，久之活性顆粒接觸內阻升高，電池極片松動脫落，電池循環壽命會急劇下降。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
“所以動力電池的壽命和狹義的靜態儲能電池的壽命(不一樣)，在實驗室靜態下測試很好，但在動態實際情況下使用壽命不見得會很好，這個要區別開來”，陳永翀說。
此外，動力電池和儲能電池需要串聯、并聯，要求電池具有較好的一致性。電池涂布厚度很薄，比如100微米，設備廠商要求精度要控制在±0.5微米，而一套普通的擠壓式涂布機約300萬一套，設備投資合0.3-0.5Wh/元，這就導致了大型鋰電池高昂的制造成本。
新型儲能鋰電池有望解決電池回收難題
針對傳統鋰電池回收的這些問題，陳永翀帶領的科研團隊正在研發一種新型儲能鋰電池，他們從鋰電池的內部結構入手，把鋰電池內部粘接改為漿料狀態，上面幾個問題則迎刃而解：
這種新型儲能鋰電池的漿料回收、再生容易，純度也很高，將缺少的元素補上之后，還可再用；漿料耐沖擊，不存在松動脫落問題，電池動態壽命更長;漿料電極片是傳統電極片厚度的5-10倍，絕對精度容易控制，電池的制造成本降低。
該新型儲能鋰電池的庫存效率很高，跟現有鋰電池一樣可高達99%以上，它的能量效率比目前現有鋰電池稍低，但大于90%，此外，該電池的循環性也非常好。陳永翀表示，低速電動車和小型儲能領域是該新型電池未來的一個應用市場。“我們不要求一個產品十全十美，可以應用在任何場合，這做不到，找到它的應用場合去做就行，百花齊放”，陳永翀說。
盡管鉛酸電池能量密度低，壽命短，還是有大量的商業電動車和儲能基站采用，這主要是因為鋰電池成本太高。降低電池成本的途徑無外乎三個方面：降低材料成本、降低制造成本和降低使用成本。通常情況下，人們通過提升能量密度從而在某種程度上降低材料成本(隨著能量密度的增加，安全性能則會降低)，通過擴大規模來降低制造成本，通過提高靜態壽命來降低使用成本。
陳永翀團隊把電池內部粘結改為漿料狀態，讓鋰電池真正做到了可回收和可再生，且回收殘值大于20%。他們不單單依靠規模化制造來降低成本，工藝結構也降低了回收成本;漿料具有耐沖擊的特性，從而也提高了電池的動態壽命。這種新型儲能鋰電池的研究，是一種新思路，為電池回收難題帶來了解決的曙光。
據悉，該新型儲能電池研發項目開始于2010年，“小試”成功，從2016年4月1日開始“中試”，目前已經授權19項發明專利，并在進一步研發當中。
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