编者案：2023年5月起，“进修强国”进修平台与中国科学报社结合倡议“科学家回信”勾当，约请泛博读者向本身心中神驰尊重的科学家、科技工作者发问、留言。勾当启动后，“进修强国”“科学网App”收到了读者的积极留言。我们精选了读者王炳韧的发问，请持久从事储能用碳材料和进步前辈电池研究的清华年夜学传授康飞宇发出第五十三期回信。

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读者王炳韧：烧毁锂电池若何处置？

康飞宇：跟着便携式电子装备、电动车和新能源存储的快速成长，高机能锂离子电池自2010年以来获得了普遍利用。估计到2030年，全球对锂离子电池的需求将到达3000吉瓦时。但是，锂离子电池的服役寿命通常是8～10年，这意味着将来每一年城市发生数以万万吨计的废旧锂离子电池。

收受接管废旧锂离子电池在节俭资本、庇护情况和经济方面具有主要的意义。起首，全球用在制造这些电池的要害材料如锂、钴、镍等资本很是稀缺，且价钱昂贵，会影响新能源行业的不变成长。其次，废旧电池含有年夜量有害成份，如重金属、可燃液体、含氟化合物、碳材料和难降解塑料，不妥弃置会带来平安风险和严重情况污染。最后，这些退役的电池中良多材料还可以再次操纵，不但可以节俭再制造进程的能源利用，还削减了情况压力，并具有显著经济价值。

废旧锂离子电池的收受接管包罗三个部门，电池二次操纵、电池材料分手和收受接管材料的进一步处置。起首，挑选出状态较好的电池可以再次用在对平安性要求较低的场所，好比，电动自行车和家用储能系统。对没法进行二次操纵的电池，经由过程一系列操作，如放电、破坏和分手来提取各类材料。分手出的材料的处置方式首要取决在材料自己，此中年夜部门工作聚焦在价值较高的正极材料的处置，包罗进级革新、修复、元素提取；负极石墨材料的处置体例包罗修复、转化为碳材料。

今朝，开博体育锂离子电池的收受接管手艺处在快速成长阶段。在2020年之前，研究首要集中在若何高效收受接管废旧锂离子电池中的珍贵金属。这些手艺已在工业界获得了普遍利用，收受接管率接近最高（编者注：收受接管废旧锂离子电池中的珍贵金属的收受接管率并不是100%，但经由过程采取适合的收受接管手艺和工艺，可以最年夜水平地收受接管废旧锂离子电池中的珍贵金属）。将来需要进一步下降能源和化学品的耗损。

自2020年起，陪伴国度政策的撑持，研究人员最先摸索若何修复和改良掉效的电池正负极材料，以晋升其电化学机能，以便再操纵。同时，还研究将收受接管材料改良，制成合用在新一代高效电池的材料。这些修复和进级革新手艺的要害在在若何取得高纯度材料。

我们团队采取的是一种电池逆向制造的收受接管手艺，主动化地把废旧电池拆成极片和其他材料。我们遵守“金字塔模式”来逐级收受接管电池所有部门，确保所得组件和材料纯度高，便在再操纵。2023年，我们将拆解的电池正极、隔阂、负极直接修复后，出产出来的新电池容量可以恢复至接近理论值（编者注：电池的理论值指的是电池在全新、未利用且完全健康状况下所能到达的最年夜容量。拆解的电池正极、隔阂、负极颠末修复后出产出的新电池容量时，假如提到其容量可以恢复至接近理论值，意味着颠末修复的电池在容量上几近可以到达与新电池相当的程度，修复进程很是成功，可以或许有用地恢复电池的机能）。这类修复法比拟在传统元素提取工艺，经济效益提高了33%，能耗下降了48%，碳排放削减了62%。今朝，我们正专注在若何设计易收受接管电池而且对废电池频频修复，从而最年夜水平耽误电池生命周期。

要打造一个更绿色和可延续的新能源财产，电池收受接管工作需要做好以下五个方面：1.成立电池护照系统，规范退役电池的收受接管流程；2.经由过程政策鼓动勉励，促使企业和研究人员存眷电池再操纵的每一个阶段，确保从电池修复到元素提取的要害部门都公道计划；3.制订涵盖电池收受接管全流程的尺度，鞭策尺度化，以便行业快速前进；4.撑持成立第三方电池收受接管和评估机构，专业化和尺度化的手艺评估将有助在冲破手艺壁垒；5.鼓励电池制造商采取易收受接管设计理念，制造高机能且易在收受接管的电池产物。

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