央廣網大連6月14日消息（記者 王松 于芳菲）汽車動力電池的平均使用壽命大約為5年至8年，我國早期推廣的新能源汽車動力電池陸續進入報廢期，動力電池將迎來大規模退役潮。在今年的全國兩會上，關于新能源汽車動力電池如何回收的話題引發了熱議。日前，記者從中國科學院大連化學物理研究所獲悉，能源催化轉化全國重點實驗室主任陳忠偉團隊在退役動力電池可持續回收方面的研究取得突破性進展。
進入新時代，我國在多項新能源技術和裝備制造水平大幅提升的基礎上，相關新能源汽車和鋰電池產品在國際市場上形成強大的競爭力，至2023年，新能源車產銷紀錄連續9年保持全球第一。陳忠偉表示，與大產大銷形成鮮明對比的是退役動力電池的回收環節，我國新能源汽車動力電池規范化回收率較低，沒辦法滿足未來3~5年后的新能源汽車動力電池大規模集中退役潮，回收難題急需解決。
據統計，2023年我國退役動力電池總量超過58萬噸，到2030年，我國動力電池回收量將達到602.8萬噸，其市場規模將突破1400億元。退役的動力電池中含有重金屬鈷、鎳、銅等元素和易燃的有機溶劑，若不及時處理，會帶來較為棘手的安全和環境污染問題。“值得注意的是，當前我國超九成的鎳、鈷等電池原材料需要進口，且近年來這些原材料價格一路上漲。退役動力電池的回收再利用，是解決我國原材料短缺和減少環境安全問題的好辦法。”陳忠偉說。
動力電池主要由正極材料、負極材料、電解液和隔膜四部分構成。其中，正極材料對電池的最終性能起著至關重要的作用，同時電池中的貴金屬元素也都集中在正極，正極材料成本約占鋰電池材料成本的30%~40%。通過對退役動力電池中正極材料進行高效回收，可以彌補前端資源的緊缺，大大降低由于原材料冶煉產生的溫室氣體排放。
陳忠偉團隊秉持從核心材料、關鍵技術到應用示范的全鏈條研發模式，在開發下一代高性能動力電池正極材料的同時，在退役動力電池可持續回收方面的研究取得了突破性進展——改變傳統復雜的萃取-沉淀-煅燒三步法退役動力電池正極材料循環利用工藝，基于可持續浸出和共沉淀的再生策略，選用更加環保安全的有機酸性溶液，提出一步法退役鋰離子電池正極高質量再生方案，提高退役動力電池的回收效率，實現向低成本、高性能、高安全的下一代動力電池正極材料轉變的新途徑，使正極材料成本降低73.6%。
同時，回收過程中所產生的廢水和廢料都能循環再利用或轉化為高價值的化工原材料。該技術有望加快動力電池先進回收技術的推廣和應用，推動電池回收行業商業化快速發展，相關成果已發布在國際期刊Nature Sustainability上。
據悉，在過去二十年的時間里，陳忠偉帶領的實驗室及其科研人員一直在研究先進材料在清潔能源當中的應用，特別是在燃料電池、下一代鋰離子電池、鋅空儲能電池的低成本納米材料開發與創新上，不少技術被公認是目前世界上最尖端的技術。陳忠偉說：“當前，中國的新能源產業有世界上規模最大的市場和非常完整的產業鏈，能夠有更多的機會更高效地實現科技創新和應用，為降低二氧化碳排放和保護人類環境作出貢獻。這也是我堅持在國內建立一個可以快速實現從科研到應用轉化的團隊的原因。”
