電池，貫穿了今天我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妫〉诫S身的手機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)，大到出行必不可少的汽車、電動(dòng)自行車，電池作為能源的重要載體，在給我們的生活帶來(lái)便利的同時(shí)，其內(nèi)部的重金屬等有害物質(zhì)，也讓電池在報(bào)廢后，成為污染環(huán)境的有害垃圾。
在位于湖南湘潭的湖南江冶機(jī)電科技股份有限公司，這里，廢舊電池不僅不是有害垃圾，還能通過(guò)新技術(shù)變廢為寶，成為“城市礦山”。
鉛酸蓄電池，是指電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。長(zhǎng)期以來(lái)，由于低成本、溫度適應(yīng)性好等特點(diǎn)，鉛酸蓄電池被廣泛應(yīng)用于汽車和電動(dòng)自行車，我國(guó)的鉛酸蓄電池產(chǎn)量和消費(fèi)量占全球比重超過(guò)40%，是全球最大的鉛酸蓄電池生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。
盡管鉛酸蓄電池有著良好的充放電性能，但由于其內(nèi)部含有強(qiáng)腐蝕性的硫酸和鉛等重金屬物質(zhì)，隨著電池使用壽命逐漸減少，報(bào)廢后的鉛酸蓄電池一旦處理不當(dāng)，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，成為威脅生態(tài)環(huán)境安全的“定時(shí)炸彈”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年，我國(guó)鉛酸蓄電池報(bào)廢量達(dá)到了400萬(wàn)噸。
規(guī)模龐大的鉛酸蓄電池，既可以是污染的源頭，也能成為可利用的寶貴資源，經(jīng)過(guò)拆解以后，只要經(jīng)過(guò)有效的回收處理，鉛酸蓄電池里面的鉛柵、鉛膏包括塑料、硫酸等都能被再次利用。
過(guò)去，鉛酸蓄電池資源回收行業(yè)主要采用“人工拆解—高溫熔煉”工藝，廢舊鉛酸蓄電池經(jīng)過(guò)工人手工拆解，就投入土鍋進(jìn)行熔煉，許多廢棄物甚至被隨意傾倒，不僅資源回收率低，還對(duì)工人健康和周圍環(huán)境造成了極大危害。
如何讓鉛酸蓄電池回收利用過(guò)程更安全環(huán)保，提高資源回收率？2008年，在湘潭大學(xué)攻讀完化學(xué)工程與技術(shù)博士學(xué)位不久的張俊豐拉上同窗好友黃妍、曹靖，希望用自己掌握的知識(shí)研發(fā)出一套回收系統(tǒng)，徹底改變廢舊鉛酸蓄電池手工拆解、低效回收的局面。
研究之初，國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有成功的案例和可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。開(kāi)發(fā)一套全新的工程系統(tǒng)，既需要環(huán)境、化學(xué)、化工、信息、機(jī)械等不同學(xué)科的人才協(xié)同合作，還離不開(kāi)企業(yè)的幫助——把實(shí)驗(yàn)室的成果變?yōu)楣S能用的設(shè)備。
研究團(tuán)隊(duì)與當(dāng)時(shí)同樣想做鉛酸蓄電池回收的江冶機(jī)電一拍即合，雙方共同組建“再生鉛科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”——學(xué)校團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)再生鉛技術(shù)研究、關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)，以及關(guān)鍵設(shè)備構(gòu)型設(shè)計(jì)，企業(yè)負(fù)責(zé)在工廠里進(jìn)行具體設(shè)計(jì)、實(shí)施和制造。雙方共同尋求解決之道，一道攜手闖關(guān)。
2012年，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出再生鉛回收系統(tǒng)第一代技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器換人，污染也大大降低，不久后，這一技術(shù)陸續(xù)被引進(jìn)到全國(guó)多家鉛酸蓄電池回收工廠，市場(chǎng)占有率一度高達(dá)95%。
首套產(chǎn)品的成功給團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了更多信心，此后十余年，團(tuán)隊(duì)持續(xù)攻關(guān)再生鉛“清潔”技術(shù)設(shè)備，從第一代實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，到第二代實(shí)現(xiàn)智能化，再到第三代用化工替代冶煉，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程無(wú)廢水廢氣排放。2023年，團(tuán)隊(duì)成功完成第四代技術(shù)儲(chǔ)備，在實(shí)驗(yàn)室條件下，能夠批量實(shí)現(xiàn)對(duì)鉛膏和廢鉛蓄電池修復(fù)，可以極大縮短鉛循環(huán)鏈，延長(zhǎng)蓄電池使用周期，真正實(shí)現(xiàn)了將廢舊鉛酸蓄電池“吃干榨凈”。
目前，國(guó)內(nèi)鉛酸蓄電池回收行業(yè)、再生鉛行業(yè)中，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的技術(shù)裝備應(yīng)用占比穩(wěn)步保持在85%以上，在世界廢鉛蓄電池資源回收行業(yè)，超過(guò)六成的變廢為寶裝備刻上了他們的印記。
近年來(lái)，隨著新能源汽車市場(chǎng)的快速發(fā)展，作為新能源汽車主要?jiǎng)恿?lái)源的鋰電池需求量快速增長(zhǎng)，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大。
同鉛酸蓄電池一樣，隨著充電次數(shù)增加，鋰電池的性能也會(huì)逐漸衰減，按照新能源汽車國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)電池容量衰減至額定容量的80%以下時(shí)，就不再適用于電動(dòng)汽車上，需要退役并進(jìn)行回收處理。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年，我國(guó)鋰電池退役量達(dá)到58萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)到2028年，鋰電池退役量將超過(guò)260萬(wàn)噸。
盡管因續(xù)航能力下降而不再適用于車輛，但退役鋰電池中的各類元素依然可以繼續(xù)發(fā)揮作用。對(duì)于電池回收行業(yè)來(lái)說(shuō)，即將到來(lái)的鋰電池“退役潮”，既是技術(shù)上的新挑戰(zhàn)，也是一片新藍(lán)海。在鉛酸蓄電池回收行業(yè)先行一步的江冶機(jī)電決心再次走在行業(yè)前列。
2018年，在與湘潭大學(xué)合作的基礎(chǔ)上，江冶機(jī)電與中南大學(xué)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，雙方共同成立湖南江冶新能源科技股份有限公司，聯(lián)合研發(fā)廢舊鋰離子電池破碎分選成套裝備及相關(guān)技術(shù)，希望發(fā)揮中南大學(xué)選礦和冶金技術(shù)優(yōu)勢(shì)，研制廢舊鋰電池回收處理成套裝備，實(shí)現(xiàn)退役動(dòng)力電池“拆解+梯次利用+破碎分選+濕法冶金”一站式處理。
此后數(shù)年，江冶機(jī)電、湘潭大學(xué)和中南大學(xué)共同發(fā)力，在動(dòng)力電池回收的藍(lán)海里迎風(fēng)逐浪。
2019年，由中南大學(xué)牽頭，江冶機(jī)電等企業(yè)參與聯(lián)合攻關(guān)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“退役磷酸鐵鋰電池分選與正極材料高值化利用關(guān)鍵技術(shù)研究”啟動(dòng)實(shí)施；
2022年，全國(guó)首條短程低碳廢鋰離子電池資源回收生產(chǎn)線在韶山開(kāi)工建設(shè)；
2024年，位于湘陰的年處理5萬(wàn)噸廢舊動(dòng)力鋰電池綜合回收利用項(xiàng)目（一期）實(shí)現(xiàn)階段性竣工；
今年1月，工信部公布第五批新能源動(dòng)力電池回收利用企業(yè)白名單，江冶機(jī)電榜上有名。
“人才是企業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力。”江冶機(jī)電董事長(zhǎng)吳光輝認(rèn)為，企業(yè)與高校合作，可以直接對(duì)接高校豐富的人才資源，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作，為企業(yè)培養(yǎng)出一批既懂技術(shù)又懂市場(chǎng)的復(fù)合型人才。
吳光輝說(shuō)，未來(lái)，江冶機(jī)電將繼續(xù)深化與高校的產(chǎn)學(xué)研合作，與高校共同打造充滿創(chuàng)新活力的合作平臺(tái)，將先進(jìn)技術(shù)推廣應(yīng)用到更多領(lǐng)域，不斷推動(dòng)環(huán)保科技領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。(局辦公室）
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