“十五五”规划纲要提出,促进循环经济发展,健全废弃物循环利用体系。2025年我国再生资源回收行业总体保持稳定增长态势,11个主要品种回收总量达4.17亿吨,同比增长4.1%,回收总额达1.39万亿元,同比增长3.8%。本版今起推出“经济聚焦·关注循环经济”系列报道,探访各地变废为宝、向绿而行的生动实践。

 ——编 者

 自2024年起,首批享受8年质保的动力电池集中进入退役期。据相关机构测算,2025年国内废旧动力电池产生量近40万吨,2030年将超过100万吨。这些废旧动力电池该如何处理?近日,记者对此进行了探访。

 湖北宜昌高新区,每天都有不少货车载着废旧动力电池,驶入宜昌邦普循环全链条一体化产业园。抵达这里后,这些电池将开启一段回收利用的循环之旅。

 “这些退役动力电池,首先会根据型号、状态和来源,被分门别类安置在仓储区的不同位置。”宜昌邦普循环生产负责人陈兆哲说,公司每年回收各类动力电池超15万吨。

 溯源与放电

 规范管理,将电压降至安全范围

 走进仓储区,一排排整齐码放的废旧动力电池包映入眼帘。它们形态各异、大小不一,有的来自乘用车,有的来自商用车。“这些动力电池的健康度都衰减至80%以下,充电速度下降,续航缩水,动力输出减弱,热失控风险上升。”陈兆哲说。

 新能源汽车动力电池的管理一度存在漏洞,有的电池本该退役却再次流入市场,有的进入没有回收技术的小作坊,不仅可能引发安全事故,还会污染环境。

 规范管理的第一步就是要明确废旧电池的去向。在拆解车间,工人翻动着动力电池包,找到用激光雕刻或喷印工艺印上的一串数字,将它们录入全国新能源汽车动力电池溯源信息平台。

 全国新能源汽车动力电池溯源信息平台于今年3月31日启动,动力电池在生产、装车、使用、运维、退役、回收的全生命周期里,其数字编号都必须录入平台。

 “这不仅能督促我们规范操作,也可以让车主了解自己汽车的零部件去向,提高将废旧动力电池卖给正规回收商的意愿。”陈兆哲表示,公司形成了一套完整的溯源体系,可以对回收的动力电池前端投料、中间制程、产品出货进行全过程溯源。

 完成身份识别后,废旧的动力电池包会被送上一条精密的自动化拆解线。机械臂熟练地卸下电池包的外壳,其内部结构就露出来——一块块砖头大小的电池单体紧密排列。

 此时,电池单体并不稳定,它们内部仍可能残留着不稳定的电能。因此,每一块电池单体被取出后,先存放在专用容器里,再被工作人员小心翼翼地拿出来,整齐码放在一个特殊的托盘上,然后送入放电器。放电器红色指示灯亮起,能量转移开始了。

 大约过了两个小时,指示灯由红变绿。“经过充分放电,电压降到安全范围,电池单体不会再燃烧。”陈兆哲说,存在漏液等危险性大的电池单体,还需放到盐水里化学放电。

 拆解与溶解

 精准提取,让目标元素各归其位

 完成放电后,电池单体被送入破碎分选车间。在这里,电池单体被巨大的机械臂抓取,投入破碎设备中,变成大小规整的碎片。

 如何高效分选这些混在一起的物料?首先,混合物被送入氮气保护的窑炉进行高温热解,再经过打散、筛分、分选等工序,外壳、铜、铝等材料被分离。

 “有的材料可以被直接利用,剩下的高纯度黑色粉末就是再生黑粉。”宜昌邦普循环技术负责人王皓介绍,黑粉是电池单体里最宝贵的东西,浓缩了锂、铁、磷等高价值元素。

 如果说破碎是粗加工,那对黑粉的提取则需要“精雕细琢”。

 在湿法车间,黑粉被投入巨大的反应釜中,与特制的酸性溶液“汇合”。在特定的环境下,一场剧烈的化学反应开始了:固态的黑粉被彻底溶解,其中的金属元素以离子的形式进入到溶液中,形成一锅成分复杂的“金属汤”。

 此前,如何将这锅“汤”里的每一种金属元素精准、高效地分离和提纯出来,一直是困扰行业的难题。“尤其是磷酸铁锂电池,在它的正极材料里,锂、铁、磷元素相互发生化学反应,传统的回收方法往往难以将它们精准分离,回收率低、产品纯度差、能耗高,甚至产生大量难以处理的废渣。”王皓说,为解决这一难题,公司开发出定向循环技术。

 具体而言,溶解后的黑粉,经过多级除杂、沉淀、结晶等工艺后,溶液中的金属元素会精准分离和再结晶,再形成磷酸铁溶液和硫酸锂溶液。其中,磷酸铁溶液再经过多次酸溶和再结晶,重新“生长”出满足电池生产标准的磷酸铁产品;硫酸锂溶液进入锂盐车间,最终产出高纯度的白色碳酸锂粉末。

 “这一过程,如同在分子世界里进行一场精准的‘抓捕行动’,让每一种目标元素都各归其位。”王皓介绍,应用定向循环技术后,电池里的镍、钴、锰综合回收率达99.6%,锂的回收率达96.5%。

 运输与加工

 高效接力,制成新一代动力电池

 当生产线上的高纯度磷酸铁和碳酸锂被装入吨袋,它们便完成了从“废料”到“原料”的身份转变。

 产业园内,一场高效的“接力”随即启动。这些新生的原材料通过管道或短途物流,便可直接输送到一路之隔的动力电池回收利用下游企业的车间。

 “来自邦普循环的磷酸铁、碳酸锂通过精确配料,再经过纳米研磨、喷雾干燥、烧结、粉碎、包装等工序,最终变成新一代高性能磷酸铁锂正极材料。”宜昌邦普时代正极材料板块负责人时疆说。

 与用矿石等制成的电池材料相比,使用再生材料制成的新一代磷酸铁锂动力电池,性能表现优异。“用它装配的新能源汽车,具备更快的充电速度和更长的续航里程,能更好地满足市场对快充、长续航和绿色低碳的需求。”时疆说。

 至此,经过一周时间,一块废旧动力电池完成了回收之路。

 “我们构建了电池材料生产—使用—回收利用—资源再生的全链条模式,上个生产环节产出的废渣,可以成为下个环节需要的原料。”时疆举例说,电池单体中提取的电解液,是一种可燃材料,现在成为供应园区热能的原料。

 近些年,产业园还形成了逆向产品定位设计的闭环——将回收端获得的经验反馈给电池制造企业,提出绿色电池设计建议。“例如,优化电池包的成组结构,使其在退役后更易于自动化拆解;调整某些金属材料的配比,使其在后续的提取过程中更易分离提纯。”陈兆哲介绍。

 宜昌已经建成动力电池回收研发、生产、利用的全产业链。“我们将围绕新能源电池全产业链布局,不断提升本地配套水平,支持引导产业链上下游企业开放合作,进一步巩固磷酸铁锂动力电池和化工新材料的既有优势,加快打造新能源新材料产业集聚区。”宜昌市经济和信息化局副局长张勋说。