依托全球领先技术,重庆从退役锂电池里“挖矿”

Linker@36氪重庆·2025年09月28日 18:10
补上电池原材料生产短板。

36氪重庆获悉,一个冷知识:生产一台电动车产生的污染,比生产一台燃油车还多。原因就在于电池。

作为新能源汽车的核心部件,动力电池生产包括上游的原材料开发、加工,中游电池厂商的制作和封装,以及下游的汽车厂商的运输组装等环节,涉及产业链条长,碳排放量大。如果抛开电池,生产电动车和燃油车的排放规模相当,但是有了电池,碳排放就要高出50%。

以现阶段储能电池的主流技术锂电池为例,上游原料电池级锂、锰、钴、镍等,国内外都主要依赖于矿石提取。污染大,还受制于少数几个有矿资源的国家。

如果说,新能源车主普遍有“里程焦虑”,那么新能源汽车产业链上的各个生产环节,普遍都有“电池原料焦虑”——锂电池约占整车成本的40%,主要原因就是电池原料成本高。

除了矿石提取,有没有其他解决方案?有。那就是对退役锂电池的回收利用(动力锂电池的“服役期”一般为5—8年)。

退役锂电池,含有锂、锰、钴、镍、铝、铜、石墨等可回收利用的宝贵资源。与矿石相比,锂元素含量与锂精矿基本相同,镍、钴等金属含量甚至高于原矿,可谓“城市复合矿产”,不仅污染少,还不受矿资源的限制。

目前,世界各国都在大力进行退役锂电池回收利用的技术研发和产业化布局。在中国重庆永川区,重庆绿色电池研究院有限公司(以下简称“绿电研究院”)自主研发的“短流程全湿法”工艺技术,已经取得了世界领先的研究成果,目前正处于产业化的前夜。

重庆绿色电池研究院研发实验室

 重庆若能依托新一代锂电池回收利用技术,培育发展退役锂电池绿色高值利用产业,就可另辟蹊径,以稳定的原料供应(不受全球矿石供应的影响)和较低的生产成本(比现有成本低15%-20%),补上电池原材料生产的短板,助力重庆智能网联新能源汽车万亿级产业集群的早日实现。 

新一代锂电池回收利用技术,全球领先

退役锂电池回收利用,主要分两类:一类梯次利用;另一类为拆解回收。

梯次利用,针对的主要是可用容量在20%到80%之间的动力电池。一般认为,当动力电池容量低于80%后,就不再适合在电动汽车上使用了,但是回收回来还可用于备用电源、光伏、风电储能、用户储能等很多方面。

拆解回收,一般针对低于20%可用容量的电池,需要把锂、锰、钴、镍等原材料从电池中拆解出来,最终还原成电池级的原料,再用于电池生产,形成一个闭环。

关于后者,有两个技术难题:第一怎么拆解?第二怎么还原?

第一代技术火法工艺,暴力拆解,直接将退役锂电池进行高温焙烧,转化为镍钴锰合金和含锂炉渣。这种方法污染大,回收率低,已逐渐被淘汰。

第二代技术“高温预分解+长流程湿法”,目前广泛采用。通过高温焙烧分解退役锂电池中的粘结剂,回收电池黑粉;再以黑粉为原料,通过浸出、净化、多级萃取分离镍钴锰锂,得到硫酸钴、硫酸镍、硫酸锰和工业级碳酸锂。该工艺萃取过程繁琐,流程复杂,设备投资和运行成本高。

镍钴锰三元前驱体和电池级锂盐等样品

绿电研究所自主研发的“短流程全湿法”,属于行业的第三代技术,处于全球领先水平。简而言之,第一不需要高温,第二不需要萃取,具有流程短、回收率高、清洁环保、产品附加值高等优点,与矿石提取相比,成本可以节约15%-20%,二氧化碳排放量降低50%。

前端采用低温拆解技术,避免高温焙烧过程,降低拆解能耗、无拆解废气产生;后端采用高效分离和净化除杂技术,得到电池级镍钴锰混合盐和电池级锂盐,无需镍钴锰的分离,不使用萃取工艺,整个工艺流程短、能耗低。

何以做到这点?这就不得不说到绿电研究所的技术背景——源自四川大学锂电原料制造与循环利用技术团队,拥有矿石提锂、矿石提锰以及锂电池回收利用20余年技术研究和产业化经验。绿电研究所联合创始人团队主要研究方向就是锂电材料的绿色生产与循环再生利用,并具有创办高新技术公司的成功经验。

重庆绿色电池研究院退役锂电池循环利用产业化示范线

2021年,重庆永川区引进四川大学锂电原料制造与循环利用技术团队,推进退役锂电池绿色高值循环利用项目产业化,拟打造该领域世界级独角兽企业。项目位于永川国家高新区凤凰湖产业园,总投资40. 5亿元,分两期进行建设。建成后,可实现产值约60亿元。

目前已建成退役锂电池处理能力为2000吨/年的产业化示范线,打造集小试、中试与产业化于一体的全球领先技术研发创新平台。目前示范线运行稳定,产品收率与品质指标均符合设计要求,并实现电池级产品的批量供货。当前,公司正推进年处理5万吨废旧电池包的产业化项目落地,对应电芯处理规模3万吨/年,电池黑粉1.5万吨/年。

发力新能源电池原料生产,重庆另辟蹊径

“短流程全湿法”工艺技术,与我国企业普遍采用的传统电池回收利用技术存在代际差异,广泛使用后将对我国新能源产业生态产生深远影响。我国退役锂电池回收利用行业,总体呈现大而不强的格局,企业数量大,但技术落后,工艺同质化严重,经济效益差。

当前,我国已发展成为全球最大的电动汽车和动力电池生产国,且生产规模还在不断扩大。根据中国汽车动力电池产业创新联盟预测,2026年,我国动力电池装机量将超710GWh;据公安部数据,截至2025年6月底,全国新能源汽车保有量达3689万辆,占汽车总量比重达10.27%。

新能源汽车中超90%属于电动汽车和混合动力汽车。按照一般动力电池70度容量和5-8年的退役期计算,到2030年我国新能源汽车领域累计将迎来超1260GWh/1890吨的动力电池退役,市场回收体量累计达6000亿左右,市场规模巨大。

重庆作为一个传统工业城市,具有庞大的汽车产业、极佳的制造业基础和完备的供应体系,但在新能源汽车布局方面相对滞后,动力电池企业仅有比亚迪、赣锋锂电两家工厂,新能源汽车产业链不够完善,尖端技术更是重庆的一大软肋,相对于发达地区甚至相邻省份,都有较大差距。

重庆绿色电池研究院退役锂电池循环利用产业化示范线

业内人士表示,我国无论动力电池出货量,还是新能源汽车产能、销量,都居世界第一,然而电池原材料的锂、锰、钴、镍矿石却主要依赖进口,有一定战略风险。“重庆若能依托新一代锂电池回收利用技术,培育发展退役锂电池绿色高值利用产业,就可以另辟蹊径,以稳定的原料供应和比现有低15%-20%的成本,打造出从退役锂电池回收利用的锂电池材料,到动力锂电池和储能电池,最后到新能源汽车的完整产业链条。”

目前,永川区已向重庆市政府提出建立新材料产业园的申请,重点布局锂电池材料制造、电池总装、终端应用、回收利用等锂电池上游、中游、下游全产业链,大力发展新能源产业,保障5万吨/年退役锂电池产业化转化落地,为永川区打造千亿级锂电材料产业集群提供产业基石。近年来,面对成渝地区双城经济圈建设重要机遇,永川以国家级永川高新区为核心发展极,充分利用全球科技存量,注重引进消化吸收再创新,完善科技有效支撑经济发展的机制,推进科技与产业紧密结合,形成以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。

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