科创中国

锂离子电池由于其可接受的能量密度和较长的循环寿命，已广泛应用于便携式电子设备和电动汽车，预计到2025年，其市场规模将超过920亿美元，年复合增长率将超过16%。废旧锂电池的排放量将达到3000万吨，急需进行优化处理。本项目在考察废旧锂电池电极材料资源化回收时痛点的基础上，秉承“以废治废”、清洁高效的目的，创新性地提出有针对性的技术优化方案。在解决二次污染、剥离困难、回收时锂回收率低等问题上发挥重要作用。目前主流技术的痛点有：强酸强碱的使用造成无可避免的二次污染问题；破碎对破碎机有较高要求，且铜箔铝箔的破碎也增加了后续处理难度；传统工艺锂的回收率普遍较低，仅为60-70%；高效萃取剂Cyanex272基本被美国垄断，价格昂贵。针对上述痛点，我们进行了技术优化。目前已经使用部分上述技术开发了工业化应用设备，并联合南方化工有限公司进行现场实施，已建成2条处理线并运行良好。

针对二次污染问题，我们开发了低共熔溶剂和共萃取结合从废旧锂电池中回收有价金属的技术。相较于常见工艺，不使用强酸、强碱、还原剂，贴合环保、双碳大趋势；低共熔溶剂可以有效循环再生使用，大大降低浸出成本；浸出及萃取效率极高，可以有效回收材料中的有价金属。针对剥离问题，我们开发新型剥离剂在低温下实现正极活性材料的剥离技术。尿素是整个焙烧实验过程中唯一的路易斯碱；剥离剂不但回收铝箔，而且也解决了正极处理难题；剥离剂在反应温度下不会产生有毒气体，且反应温度更低；整个实验流程节约能源，绿色环保。针对锂回收率低的问题，我们提出电氧化实现优先高效提锂。Li浸出率达99%以上，并直接转化为产物Li2CO3，清洁快捷，锂的提取率达90%以上，同时完成其他有价金属的高值回收。锂的回收和有机金属的提取“一箭双雕”。针对萃取剂被垄断的问题，我们开展了高效金属分离一体化装置开发及应用与高效钴镍分离萃取剂的合作开发，取得良好效果。

本工艺可以应用于废旧锂离子电池回收领域和废水处理领域，适用于任何地区。行业联盟回收模式下各企业可实现优势互补。行业联盟是指将动力电池生产企业、新能源汽车生产企业、第三方动力电池回收利用企业等有重要主体联合起来，形成一个统一的回收组织。在这一联盟中，动力电池生产企业可提供电池并为新电池提供销路，汽车厂商可为废旧电池提供回收渠道，第三方回收企业则通过自身技术优势实现动力电池的高效回收。在各方优势的互补互足下，行业联盟电池回收模式或将成为未来动力电池回收行业的主要商业模式。

上海电力大学技术转移中心成立于2013年，是科技部认定的第五批国家级技术转移中心。2018年在知识产权贯标审核中，成功通过高等学校知识产权标准化建设验收，获得知识产权管理体系认证证书，也是全国首家获得认证的高校。中心联合企业建立技术转移中心和创新基地，形成了上海电力大学-国信靖电技术创新基地，进一步推动高校科技资源与产业及资本的结合，搭建学校与企业的产学研紧密联系的协作平台，强化高校无形资产中科技成果对社会的服务功能，突破高校与企业、高校与社会之间无形的壁垒。未来，我校技术转移中心将不断探索和创新技术转移模式，形成中心运营特色，以市场化、专业化、高端化为发展方向，加强与各类创新主体以及国家高新区、产业集群、特色产业基地的协同，在培育战略性新兴产业和发展高新技术产业中发挥支撑作用。加强技术转移服务平台及服务体系建设，完善各种工作机制，重点围绕电力战略性新兴产业及产业链延伸配套创新需求，与企业、政府协同合作，积极推进我校技术转移工作开展，争取建设成为在电力行业和区域具有影响力和知名度的优秀国家技术转移示范机构。

动力锂电池回收利用将是降低电池成本的有效途径。动力锂电池的使用寿命约为20年，汽车上的动力锂电池使用3-5年后由电池性能下降必须更换。淘汰下来的锂电池容量在70%-80%之间的，若直接做资源化回收是极大的浪费，经过检测和处理后，可继续用于新能源分布式发电站、路灯、通讯基站等储能领域，也可用在电动场地车、游览车、高尔夫球车等低速电动车上，实现电池的梯级利用，从而降低30%-60%的电池成本。

基于上述新能源各类材料的回收量以及其价格变动情况来看，过去几年新能源材料价格普遍上行，其中磷酸铁、碳酸锂、硫酸钴近4年均价的CAGR分别为8.7%、12.8%以及7.6%，基于保守假设，若未来各类材料价格每年在2021年基础上提升 2%，则对于2030年动力电池回收总规模将达1074.3亿元。