德国弗劳恩霍夫电动汽车研发与制造中心(FZEB)正致力于开发高效可持续的电池回收解决方案。近日,该中心联合工业界启动了名为"ProBatman"的联合研究项目,聚焦于锂电池材料的直接回收技术,旨在优化整个回收链条中的纯度和回收率。
随着全球及德国电动汽车产业的快速发展,未来退役电池的处理成为关键议题。据FZEB预测,到2040年,德国每年将有高达36万吨的退役锂离子电池。若仅将其视为废弃物处理,将造成巨大的资源浪费。目前主流的火法冶金和湿法冶金回收工艺仅能回收部分材料,且存在能耗高、辅料需求大等问题,效率亟待提升。
研究人员指出,通过合适的技术,退役电池不仅能作为关键原材料的来源,还能提供已加工的功能材料,从而节约能源和资源。"ProBatman"项目旨在从废旧电池中回收尽可能多的材料组分。该项目由Netzsch-Gerätebau GmbH协调,重点探索直接回收及回收材料的再合成与再利用潜力。据测算,若处理2040年预计的34万吨废旧电池,每年可节省高达13亿吨二氧化碳当量。
现代锂离子电池材料中镍和钴含量逐渐减少,使得传统湿法或火法冶金回收的经济性下降。因此,"ProBatman"项目特别关注回收挥发性成分和导电盐。项目从惰性气体保护下安全拆解电池电芯开始,利用新技术对活性材料与电极进行分离、脱附和分类,确保过程温和精准。回收材料经分析、净化后,将根据不同种类通过特定路径再生。
项目团队将评估各工艺步骤技术的可扩展性、环保性及安全性,并通过前瞻性生命周期分析优化参数,推动技术成熟度提升。该项目的合作伙伴包括宝马(BMW)、EurA、弗劳恩霍夫ISC、Netzsch集团及维尔茨堡大学等,并得到IBU-tec、Trumpf、Jungheinrich等企业的技术支持。弗劳恩霍夫ISC此前已在直接回收领域积累了丰富经验,包括利用半连续离心机实现材料分类及磷酸铁锂回收等成果。
为构建可持续的锂电池循环体系,项目还探索了"为回收而设计"理念及数字孪生技术的应用。对中国电池产业而言,德国在直接回收技术上的突破表明,未来电池设计需更早考虑全生命周期回收,这或将成为中国企业在出海竞争中构建绿色壁垒的关键方向。
