在国家双碳”战略引领下，中国新能源产业蓬勃发展，新能源汽车产销量连续10年全球领跑，2024年产销量均已超过1200万辆。新能源产业的蓬勃背后，是动力电池与储能电池“退役潮”的加速到来。目前这一“城市矿山”的开发却面临双重困境：一方面，电池型号杂、状态乱（剩余容量从20%到80%不等），传统拆解方式需先放电再处理，不仅耗时耗力（单组放电耗时超2小时），更因电池内部短路风险导致燃爆事故频发（2023年全国电池回收企业安全事故中，60%源于预处理环节）；另一方面，小散乱回收模式盛行，资源回收率不足30%，重金属（钴、镍、锰）渗漏污染土壤水源，每年造成大量经济损失，资源循环与生态安全的矛盾亟待破解。
上海电力大学时鹏辉教授团队响应国家战略需求，依托能源电力领域技术积淀，成功研发出“废旧锂离子电池预处理一体化设备”“废旧锂离子电池/电解铝废渣协同处理工艺”等，为破解退役电池处理难题提供了“中国方案”。该项目上月登陆了第25届中国国际工业博览会高校展区。
改良传统工艺 “零污染”实现“吃干榨尽”
“废旧锂离子电池预处理主要难在四方面：一是安全风险高，残留电量易短路起火，电解液挥发有毒气体，高压结构操作不当有危险；二是电池结构复杂，圆柱、方形、软包等类型差异大，无统一标准，拆解设备难兼容；三是材料分离难，破碎后活性物质、金属箔、隔膜等混在一起，细颗粒和轻质组分不好分开；四是环保与成本压力大，会产生粉尘、废气、废水，处理成本高，经济性不足。””时鹏辉介绍说。
“在整个处理过程中，我们还解决了废弃物中氟元素对设备的腐蚀问题，这次在连续8000小时的运行试验下来，发现所有设备还是依旧如新，没有产生腐蚀问题。”时鹏辉说。
降低回收成本 打造“协同回收”创新模式
目前废旧锂电池的回收价格波动很大，为了降低回收成本，时鹏辉倡导进行了废旧锂离子电池和电解铝废渣协同处理的创新实践，取得了良好的效果。
目前，废旧锂离子电池预处理一体化设备已在山东临沂、湖北荆州等新能源产业集群实现商业化运营，与头部企业合作构建了“回收-再生-应用”闭环系统。
提前技术布局 服务未来新能源回收巨量需求
2023年，欧盟出台的《新电池法》，该法规对对全球锂电回收行业提出了更高标准，相关要求包括设置生产者责任延伸制度、设定废旧便携式和轻型交通工具电池收集率目标，要求锂回收率2027年达到50%、2031年达到80%，钴、铜、铅和镍回收率2027年达到90%、2031年达到95%。同时新增再生材料使用比例、可拆卸性和替换性、有害物质限值、电化学性能和耐久性、安全性等。其今年3月，国务院发布了《健全新能源汽车动力电池回收利用体系行动方案》，提出要全面提升动力电池回收利用能力水平，着力打通堵点卡点，构建规范、安全高效的回收利用体系，运用数字化技术加强动力电池全生命周期流向监测，实现生产、销售、拆解、利用全程可追溯。同时要加快制定修订动力电池绿色设计、产品碳足迹核算等相关标准，以标准引领带动回收利用。
“目前我们所做的各项科研工作都在为五年后的动力电池与储能电池‘退役潮’做准备，也期待未来能参与国际竞争。凭借智能化（数字孪生控制）、低碳化（低排放、低能耗）、规模化（万吨级产线）的技术优势，我们研发的废旧锂离子电池预处理一体化设备有望成为中国抢占锂电回收制高点的核心装备之一，希望未来该设备能为全球新能源产业可持续发展注入‘中国动能’。”时鹏辉表示。