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碳币革命:千亿锂电废料如何用再生技术撬动全球碳市场? 原创 辛友 深圳市新能源汽车促进会 2025年09月05日 17:37 广东
更新时间:2025-09-17 09:04:30
作者:许晴
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在 2025 全球动力电池回收利用产业峰会暨第十三届退役动力电池回收利用会议上,中国碳中和发展集团有限公司新能源首席科学家巨锋先生发表了重要演讲,分享了一套 “碳足迹溯源 + 全链条再生” 技术方案,为锂电循环经济破局提供了新思路。


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千亿赛道爆发前夜:锂电回收成 “必答题”


市场规模迎来 “指数级增长”


全球锂电池产业正面临 “废料潮”。2024 年,全球锂电池产量突破 2000GWh,总重超 1000 万吨,其中 10%(约 100 万吨)变为废旧电池。行业预测,到 2030 年,废旧锂电总量将飙升至 800 万吨,市场规模达千亿级别。这背后是政策的大力推动,如欧美 2025 年陆续停售燃油车、海南 2030 年全面禁油,以及新能源发电强制配储能等政策,促使锂电及新材料产业进入 “爆发倒计时”。


欧盟 “碳壁垒” 倒逼技术升级


2024 年 7 月,欧盟新规生效,无碳足迹认证的电池禁止进入欧洲市场。这意味着中国锂电企业若不建立全链条碳管理体系,出口产品将面临高额碳税。目前,中国碳价约 75 - 100 元 / 吨 CO₂,欧盟碳价已达 80 - 120 美元 / 吨,价差近 10 倍。巨锋指出,若不能通过再生技术降低碳足迹,中国锂电的成本优势将被抵消。

碳币体系:让 “看不见的碳” 变成 “摸得着的钱”

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区块链打造电池 “数字身份证”


面对碳足迹管理难题,巨锋团队联合中国碳中和发展集团,构建了 “全程可视 - 锂电一生” 的绿管闭环。状态良好的电池进行 “梯次利用”,如用于储能电站;报废电池通过精准工艺提取高值材料,制成电池原料。同时,利用区块链技术,为每块电池生成唯一 “数字身份证” 和 “重生证明”,将生产、使用、拆解到再生的全环节数据上链,形成不可篡改的碳足迹档案,并将全链条减碳量转化为 “碳币”,实现 “绿碳资产化”。例如,年处理 2 万吨再生负极石墨料,可减碳 1.5 万吨 CO₂,按国内碳价计算年价值 120 万 - 1500 万元,对接欧盟碳市场,收益可再翻 8 倍。

实战案例:比亚迪电池的 “基因传承”

巨锋举例,比亚迪的电池即使报废,其碳足迹数据也能通过区块链追溯至再生材料。通过这套体系,再生电池不仅可规避欧盟碳税,还能凭借 “低碳标签” 提升产品溢价。目前,该模式已在多家头部电池企业落地,推动锂电绿色经济从概念走向现实。


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技术破壁:六大核心工艺破解 “回收痛点”


正负精分:从 “粗放打粉” 到 “毫米级提纯”


传统回收采用 “一刀切打粉”,材料纯度低、价值损耗大。巨锋团队研发的 “精拆细分” 工艺实现了突破。通过全自动化系统,利用安全机械手上料、视觉识选、正负极物理拆分等技术,正负极分离率 > 99%,极粉含杂率≤0.001%。针对未注液电池,跳过传统湿法提纯,直接物理分离实现高值回收,全程无污染物排放。

微波修复:让 “废旧材料” 性能反超新料


正极修复成本直降 80%。采用 “电磁热挥发 + 微波电场” 双技术,无需化学药剂,直接激活磷酸铁锂晶格。修复后材料性能出色,0.1C 首次库伦效率达 98.3%(行业平均 93%),倍率性能 90.6%(行业平均 87%)。单质铝含量控制为 0,氧化铝≤200PPM,吨修复成本仅 800 元,较传统湿法工艺降低 80%。


负极石墨修复能量密度提升 4%。通过 “700℃无氧热解 + 1200℃碳包覆 + 微波整形” 工艺,修复后人造石墨性能显著提升。振实密度 1.09g/cm³,比表面积 1.62m²/g,三周平均放电比容量 350.3mAh/g。关键突破在于无需机械研磨,通过 “柔性脱粉” 技术,铜箔回收率达 99.5%,避免材料性能损耗。


金属锂制备三种工艺覆盖全场景。针对不同原料,研发氯化法、盐酸法、碳酸锂盐酸法三种技术,实现 “零废气排放”。氯化法中电解产生的 Cl₂循环回用,金属锂纯度达 99.9%;盐酸法副产品次氯酸钠可直接外售,吨成本降低 3000 元;碳酸锂盐酸法转化率超 95%,适用于高纯度锂盐原料。


铜铝精炼从 “废料” 到 “3N 级产品”。铝锭精炼采用氩气无氧等离子技术,熔炼能耗降低 20%,损耗率仅 1%,产出铝锭纯度达 99.9%。3N 铜粒制备通过 “碱洗除铝 + 氢气还原” 工艺,铜粒纯度从 99.5% 提升至 99.9%,可直接用于高端电子元件。

隔膜再生“干洗技术” 破解行业难题。传统隔膜处理需水洗分拣,易产生二次污染。巨锋团队研发的 “封闭负压 + 摩擦除杂” 工艺,无需分拣 PP/PE/PVC 隔膜,直接通过改性剂重塑为塑料托盘,极粉回收率提升 15%,全程无粉尘、无废水,吨处理成本降低 200 元。


安全预处理:带电破碎 “零爆炸”。针对锂电回收中危险的 “带电破碎” 环节,创新 “贫氧 + 惰性气体保护” 技术。破碎时注入 98% 纯度氮气,控氧 < 3%(避免有机气闪爆),抑制锂离子迁移、降低物料温度,解决了行业 “带电破碎易爆炸” 的痛点。

实战答疑:规避 90% 企业踩过的 “技术坑”


在演环节,巨锋针对行业常见问题给出解答。他认为,三元电池比磷酸铁锂更适合带电破碎,因为磷铁电池含更多低闪点有机溶剂(如 DEC,闪点 - 2℃),爆炸极限仅 1.4% - 11%,而三元电池溶剂组分更稳定,安全性更高。热解温度不能 “越高越好”,三元电池热解温度超 480℃会释放氧气,引发金属氧化放热,可能导致爆炸;磷酸铁锂可耐受 600℃,需根据电池类型精准控温。


他不建议 “先分隔膜再热解”,因为隔膜分选成本高,且残留极粉会导致回收率下降 5% - 8%,直接热解可同步回收隔膜中的有机成分,转化为可燃气供能。通过 “废气燃烧供热 + 电解液回收再利用” 实现能源自给,采用气流筛选替代振筛,减少设备损耗,可将吨处理成本压到 300 元以内,目前单线年产能达 4 万吨,吨成本仅 280 元。


产业落地:滑县产业园打造 “零门槛” 创业平台


为推动技术规模化应用,河南安阳滑县新能源产业园推出 “全链条扶持政策”。直供廉价氮气、蒸汽、绿电(0.58 元 / 度),降低能源成本 30%;提供标准化厂房,企业可 “拎包生产”,无需前期固定资产投入;减免 “六税两费”、提供最高 15 万元人才房补,联合河南大学组建研发中心;聚集石墨新料、硅碳材料、储能柜等上下游企业,形成 “回收 - 再生 - 应用” 闭环。目前,滑县产业园已吸引 12 家企业入驻,年处理废旧锂电能力达 10 万吨。


技术迭代是碳中和 “通行证”


巨锋在演讲结尾强调,锂电再生行业的竞争本质是技术迭代的竞争。面对欧盟碳壁垒和千亿市场机遇,唯有以 “全链条碳管理 + 高效再生技术” 为核心,才能让中国锂电在全球碳中和竞赛中掌握主动权。这场 “从回收到再生” 的革命,不仅破解资源短缺难题,更为中国新能源产业打造 “绿色通行证”。在碳中和时代,能掌控碳足迹的企业,才能掌控未来。


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