發(fā)布時間： 2024年11月29日
編者按
近年來,，湖南扎實抓好科技成果轉(zhuǎn)化關(guān)鍵一環(huán),，加快出臺《湖南省加快高等院?？萍汲晒D(zhuǎn)化的若干措施》，大力推動科技成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化,，一批優(yōu)質(zhì)科技成果加速涌現(xiàn),，助推新質(zhì)生產(chǎn)力加快形成?！翱萍己稀本牟邉澩瞥觥白呱仙a(chǎn)線的好成果”專欄,，講述湖南省優(yōu)秀科技成果轉(zhuǎn)化項目的落地應用故事，看實驗室里的好成果,，如何走上生產(chǎn)線,，走向“貨架”，走進廣闊市場,。
電池,，貫穿了今天我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妫〉诫S身的手機,、藍牙耳機,，大到出行必不可少的汽車、電動自行車,，電池作為能源的重要載體,，在給我們的生活帶來便利的同時，其內(nèi)部的重金屬等有害物質(zhì),，也讓電池在報廢后,，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,。長期以來，由于低成本,、溫度適應性好等特點,，鉛酸蓄電池被廣泛應用于汽車和電動自行車，我國的鉛酸蓄電池產(chǎn)量和消費量占全球比重超過40%,，是全球最大的鉛酸蓄電池生產(chǎn)和消費國,。
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,，報廢后的鉛酸蓄電池一旦處理不當,，會造成嚴重的環(huán)境污染，成為威脅生態(tài)環(huán)境安全的“定時炸彈”,。據(jù)統(tǒng)計,，2023年，我國鉛酸蓄電池報廢量達到了400萬噸,。
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)過拆解以后,，只要經(jīng)過有效的回收處理，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)過工人手工拆解，就投入土鍋進行熔煉,，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程更安全環(huán)保,，提高資源回收率？2008年,，在湘潭大學攻讀完化學工程與技術(shù)博士學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,，國內(nèi)幾乎沒有成功的案例和可供借鑒的經(jīng)驗。開發(fā)一套全新的工程系統(tǒng),，既需要環(huán)境,、化學、化工,、信息,、機械等不同學科的人才協(xié)同合作，還離不開企業(yè)的幫助——把實驗室的成果變?yōu)楣S能用的設備,。
研究團隊與當時同樣想做鉛酸蓄電池回收的江冶機電一拍即合,，雙方共同組建“再生鉛科技創(chuàng)新團隊”——學校團隊負責再生鉛技術(shù)研究、關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)，以及關(guān)鍵設備構(gòu)型設計,，企業(yè)負責在工廠里進行具體設計,、實施和制造。雙方共同尋求解決之道,，一道攜手闖關(guān),。
鉛酸蓄電池回收裝備模型。
2012年,，團隊研發(fā)出再生鉛回收系統(tǒng)第一代技術(shù),，實現(xiàn)了機器換人，污染也大大降低,，不久后,，這一技術(shù)陸續(xù)被引進到全國多家鉛酸蓄電池回收工廠，市場占有率一度高達95%,。
首套產(chǎn)品的成功給團隊帶來了更多信心,，此后十余年，團隊持續(xù)攻關(guān)再生鉛“清潔”技術(shù)設備,，從第一代實現(xiàn)機械化,，到第二代實現(xiàn)智能化，再到第三代用化工替代冶煉,，實現(xiàn)全過程無廢水廢氣排放,。2023年，團隊成功完成第四代技術(shù)儲備,，在實驗室條件下,，能夠批量實現(xiàn)對鉛膏和廢鉛蓄電池修復，可以極大縮短鉛循環(huán)鏈,，延長蓄電池使用周期,，真正實現(xiàn)了將廢舊鉛酸蓄電池“吃干榨凈”。
目前,，國內(nèi)鉛酸蓄電池回收行業(yè),、再生鉛行業(yè)中，團隊研發(fā)的技術(shù)裝備應用占比穩(wěn)步保持在85%以上,，在世界廢鉛蓄電池資源回收行業(yè),，超過六成的變廢為寶裝備刻上了他們的印記。
近年來,，隨著新能源汽車市場的快速發(fā)展,，作為新能源汽車主要動力來源的鋰電池需求量快速增長，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,。
同鉛酸蓄電池一樣,，隨著充電次數(shù)增加,，鋰電池的性能也會逐漸衰減，按照新能源汽車國家標準,，當電池容量衰減至額定容量的80%以下時,，就不再適用于電動汽車上，需要退役并進行回收處理,。據(jù)統(tǒng)計,，2023年，我國鋰電池退役量達到58萬噸,，預計到2028年,，鋰電池退役量將超過260萬噸。
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,。對于電池回收行業(yè)來說，即將到來的鋰電池“退役潮”,，既是技術(shù)上的新挑戰(zhàn),，也是一片新藍海。在鉛酸蓄電池回收行業(yè)先行一步的江冶機電決心再次走在行業(yè)前列,。
2018年，在與湘潭大學合作的基礎上,，江冶機電與中南大學開展產(chǎn)學研合作,，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)揮中南大學選礦和冶金技術(shù)優(yōu)勢,，研制廢舊鋰電池回收處理成套裝備，實現(xiàn)退役動力電池“拆解+梯次利用+破碎分選+濕法冶金”一站式處理,。
此后數(shù)年,，江冶機電、湘潭大學和中南大學共同發(fā)力,，在動力電池回收的藍海里迎風逐浪。
2019年,，由中南大學牽頭,，江冶機電等企業(yè)參與聯(lián)合攻關(guān)的國家重點研發(fā)計劃項目“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”啟動實施；
2022年,，全國首條短程低碳廢鋰離子電池資源回收生產(chǎn)線在韶山開工建設,；
2024年，位于湘陰的年處理5萬噸廢舊動力鋰電池綜合回收利用項目（一期）實現(xiàn)階段性竣工,；
今年1月,，工信部公布第五批新能源動力電池回收利用企業(yè)白名單,，江冶機電榜上有名。
“人才是企業(yè)發(fā)展的核心動力,?！苯睓C電董事長吳光輝認為，企業(yè)與高校合作,，可以直接對接高校豐富的人才資源,，通過產(chǎn)學研合作，為企業(yè)培養(yǎng)出一批既懂技術(shù)又懂市場的復合型人才,。
吳光輝說,，未來，江冶機電將繼續(xù)深化與高校的產(chǎn)學研合作,，與高校共同打造充滿創(chuàng)新活力的合作平臺,，將先進技術(shù)推廣應用到更多領域，不斷推動環(huán)?？萍碱I域的創(chuàng)新發(fā)展,。
來源：科技成果轉(zhuǎn)化促進處、科技湖南
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