让废铅蓄电池再延寿一年

湘潭大学第四代电池回收技术开发成功

我国铅蓄电池资源回收行业一直存在污染严重、资源回收率低的问题。湘潭大学再生铅科技创新团队经过15年的攻关创新,通过与企业深度产学研合作,解决这一制约产业发展的难题。日前,该团队成功开发出废铅蓄电池回收的第四代储备技术。在实验室条件下,该技术可以批量修复废铅蓄电池,极大缩短铅循环链,延长蓄电池使用周期。

机器破碎替代人工拆解

“我走访了近20个行业的100多家企业。”该团队的带头人湘潭大学环境与资源学院张俊丰教授表示。2006年,团队通过调研发现,铅蓄电池资源回收行业长期采用“人工拆解—土炉熔炼”的工艺技术,不但污染重,而且资源回收率低。基于此,张俊丰带领团队打通了进料尺寸非均一化、强掺混的破碎混料高效分选等难关,研发新型结构和材料的主轴来化解自身应力损伤难题,实现了铅泥、塑料碎片、极板的高效分离。最终,他们成功研发出第一代技术,让机器破碎代替人工拆解,大幅减少了废铅蓄电池处理对环境造成的污染。

2012年,该团队研发的技术装备实现了“机械化破碎分选—废铅膏规范高温熔炼”,又被陆续引进到更多同类工厂;2018年,该团队将铅蓄电池熔炼温度从1300℃降至900℃,使铅尘无法生成,从源头上断绝排放的风险;2021年,第三代技术和装备相继推出,完全摒弃了熔炼环节,实现全过程无废水、废气排放。

提高废电池修复率

2023年,中国再生资源产业技术创新战略联盟认定,该团队研发的废旧铅蓄电池破碎分选成套设备在国内市场平均占有率稳步保持在85%以上,排名第一;在国外市场占有率30.33%,排名同样第一。

虽然第一代技术装备国内行业覆盖率高,但团队依然不断推动技术迭代升级,最终形成了第四代技术。

“第四代技术名为‘废铅蓄电池智慧甄选与原位修复’,可以将废电池中近80%的部分进行原位修复,延长1年使用寿命,彻底报废以后再破碎循环。”据张俊丰介绍,该技术的工业应用流程为:首先通过机器甄选出具备修复潜力的废电池,再将可修复电池移入修复车间,不具备修复能力的电池则进入机械破碎系统。最后,可修复电池不被拆解和破碎,而是在其电极连接孔道中加入化学修复剂,进行电化学修复。

张俊丰指出:“修复后的‘再激活电池’中约80%可再使用一年,约20%可再使用半年。但若电池再次报废,则不具备修复潜力,将直接被破碎分选,并再生出铅料、塑料、硫酸等,为电池生产企业提供原料。”

推广应用面临难题

第四代电池修复技术可延长电池使用寿命,减少碳排放和环境污染,降低经济成本,但存在推广阻力大的困境。“电池修复技术的推广对电池生产企业来说,意味着新产品市场被压缩,也就是部分产能面临淘汰。”张俊丰指出。

“就拿第三代技术来说,其技术、经济、环境指标都优于行业通用的第二代技术。但是第三代技术的单元技术内涵与产排污特征等尚未被国家有关产业政策吸纳,拟采用该技术的企业在审批时还面临着政策依据不足等问题。”张俊丰表示。

“第四代技术除受限于国家铅蓄电池生产行业的政策制约,还受到了其他限制,如‘再激活电池’的品牌许可问题。”张俊丰说,“希望未来第三代和第四代技术可以普遍应用于电池行业,助力绿色发展。”


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