在近期舉辦的“2016中國儲(chǔ)能技術(shù)與應(yīng)用大會(huì)”上，中國科學(xué)院電工所儲(chǔ)能技術(shù)研究組組長陳永翀發(fā)表了“基于可回收理念的新型儲(chǔ)能鋰電池研究”主題演講，分享了其團(tuán)隊(duì)關(guān)于新型儲(chǔ)能電池的研究成果。這種新型結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)能鋰電池，不但讓鋰電池真正做到可回收，還降低了電池的制造成本和使用成本，具有傳統(tǒng)鋰電池所不具備的很多優(yōu)點(diǎn)，從技術(shù)創(chuàng)新的角度來說，電池回收或?qū)⒂瓉硎锕狻?/div>
據(jù)悉，該新型儲(chǔ)能電池研發(fā)項(xiàng)目開始于2010年，“小試”成功，從2016年4月1日開始“中試”，目前已經(jīng)授權(quán)19項(xiàng)發(fā)明專利，并在進(jìn)一步研發(fā)當(dāng)中。
無論是圓柱鋰電池還是方型鋰電池，從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看，所有的鋰電池都是粘結(jié)電極，而粘結(jié)電極給動(dòng)力鋰電池的回收帶來很大困擾。鈷元素和鋰元素回收要拆解，由于雜質(zhì)太多，只能把粘結(jié)的電極全部打碎，里面碎的鋁箔、銅等材料重新用冶金方式回收。陳永翀表示，這樣回收不但成本高、污染大，回收過程中產(chǎn)生的酸、堿處理也是個(gè)問題。
其次，這樣的粘結(jié)結(jié)構(gòu)還導(dǎo)致鋰電池的動(dòng)態(tài)循環(huán)壽命縮短。如果將鋰電池用作靜態(tài)儲(chǔ)能，電池的循環(huán)壽命會(huì)很長，但是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中使用，使用環(huán)境會(huì)使電池壽命受到影響。此外，隨著不同季節(jié)溫度的變化，電池內(nèi)部也會(huì)出現(xiàn)膨脹、收縮等現(xiàn)象，久之活性顆粒接觸內(nèi)阻升高，電池極片松動(dòng)脫落，電池循環(huán)壽命會(huì)急劇下降。
“所以動(dòng)力電池的壽命和狹義的靜態(tài)儲(chǔ)能電池的壽命不一樣，在實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)下測試很好，但在動(dòng)態(tài)實(shí)際情況下使用壽命不見得會(huì)很好，這個(gè)要區(qū)別開來。”陳永翀說。
此外，動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池需要串聯(lián)、并聯(lián)，要求電池具有較好的一致性。電池涂布厚度很薄，比如100微米，設(shè)備廠商要求精度要控制在±0.5微米，而一套普通的擠壓式涂布機(jī)約300萬一套，導(dǎo)致了大型鋰電池高昂的制造成本。
針對傳統(tǒng)鋰電池回收的上述問題，陳永翀帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)一種新型儲(chǔ)能鋰電池，他們從鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)入手，把鋰電池內(nèi)部粘結(jié)改為加熱狀態(tài)，則上述問題迎刃而解。
這種新型儲(chǔ)能鋰電池的漿料回收、再生容易，純度也很高，將缺少的元素補(bǔ)上之后，還可再用；漿料耐沖擊，不存在松動(dòng)脫落問題，電池動(dòng)態(tài)壽命更長；漿料電極片是傳統(tǒng)電極片厚度的5—10倍，絕對精度容易控制，電池的制造成本降低。
據(jù)介紹，該新型儲(chǔ)能鋰電池的庫存效率很高，跟現(xiàn)有鋰電池一樣可高達(dá)99%以上，它的能量效率比目前現(xiàn)有鋰電池稍低，但大于90%，此外，該電池的循環(huán)性也非常好。“低速電動(dòng)車和小型儲(chǔ)能領(lǐng)域是該新型電池未來的一個(gè)應(yīng)用市場。”陳永翀表示。
陳永翀團(tuán)隊(duì)把電池內(nèi)部粘結(jié)改為加熱狀態(tài)，讓鋰電池真正做到了可回收和可再生，且回收殘值大于20%。他們不單單依靠規(guī)?；圃靵斫档统杀?，工藝結(jié)構(gòu)也降低了回收成本；漿料具有耐沖擊的特性，從而也提高了電池的動(dòng)態(tài)壽命。這種新型儲(chǔ)能鋰電池的研究，是一種新思路，為電池回收難題帶來了解決的曙光。
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