石墨烯基锂离子动力电池：可快充、能量高、寿命长

装载着报废的手机电池、电动车电池的货车驶入回收处理厂。一批批报废电池被倾倒入处理生产线，经过数道关卡，被大卸八块，回炉重造。工人们控制机器、等待，把电池里的塑料、金属、废弃金属液等分离并回收。这些被回收的材料很可能用于下一块电池的制造。

 

视频来源：How It’s Made《造物小百科》

 

视频来源：How It’s Made《造物小百科》巨大的利用价值对应不匹配的回收利用率

去年9月份时，这张表在科技圈中广为流传。

 

（各国禁售燃油汽车时间表。图片来源：中新汽）

包括荷兰、德国、法国和英国等多个国家公布禁售燃油车时间表，最为激进的是荷兰，其计划禁售时间是2025年。工信部副部长辛国斌9月9日在2017中国汽车产业发展（泰达）国际论坛上透露，中国已经开始研究制定禁售传统燃油汽车时间表。

相关数据表明，今年新能源乘用车已保持连续7个月的月度环比持续增长态势。业内人士表示，新能源汽车产业刚刚起步，未来几年将保持30％的复合增长率，是增长最确定的行业。随着新能源汽车快速发展，作为新能源汽车的“心脏”，动力锂电池产业也在迅猛增长。

但随着新能源汽车的爆发式增长，报废的动力电池量也即将迎来一个小高峰。电动汽车上的锂电池使用寿命一般是3－5年。因为当电池容量衰减到初始容量80％以下时，电动汽车的续航里程就会明显减少，动力电池就要更换。

 

电池是怎样一步步“重获新生”的？

如今大力发展锂离子动力电池汽车，用电代油，是保证我国能源安全的战略措施之一。

今天小砖头要说的就是石墨烯基锂离子动力电池。

本项目针对当前当前电动汽车对于动力电池可快充、高能量、长寿命的性能要求，从事高品质电动汽车用石墨烯基锂离子动力电池的开发，有助于我国在锂离子电池领域占据有利地位，提高我国在新能源汽车领域的国际竞争力，从整体上来看，本项目的产业化可使我国电动汽车用锂离子动力电池产品跨入国际先进行列，并由此形成地区优势。

 

独创性功能

1、提出小分子辅助剥离法宏量制备锂电池用高质量石墨烯粉体技术，自主设计并建成一条百公斤级石墨烯粉体的中试制备线，所制备石墨烯材料用于锂离子动力电池性能显著提升。

2、采用新型分散剂与分散工艺，开发出分散好稳定性强的石墨烯油性导电浆料，加工性能好，可直接应用于锂离子电池的生产工艺，解决了当前石墨烯在锂电中应用存在的难分散、易团聚、加工性差的难题。

3、利用石墨烯的大比表面、高导电特性开发出可快充长寿明石墨烯基磷酸铁锂电池，将电池充电时间缩短至6分钟。

 

表1本石墨烯基磷酸铁锂电池与同类型其他技术的对比

 

表2本石墨烯基三元电池与同类型其他技术的对比

电池回收问题也有了可行性解决方法

最后关于电池的处理问题，这个问题中科院深圳先进院电动汽车研发团队正在研发锂电池拆解处理全自动化生产线，团队瞄准了报废电池的回收拆解利用，目标是搭建环境友好、全部物料都回收的产线。

电池初步经过由破分系统和废气液回收系统构成的第一阶段处理系统。经过这个步骤后，电池的金属外壳就被去除了，同时拆解过程中产生的电解液和有毒有害气体也被废气液装置有效回收。

 

下一步，电池会进入到隔膜、电极材料分离系统中，在这里电池会分别经过四个分离系统，出来后，电池基本就被“大卸八块”了。在这一步骤中，生产线可以获得隔膜、碳粉、电极材料等。电极材料是电池中最“值钱”的部分，它占到电池成本的60％以上，因此回收价值最高。

最后一步，通过湿法冶炼系统，可以提炼出电极材料中高纯度的锂、铁等金属，回收锂、钴、镍、锰等贵价金属。经过这一步，除了金属可以再次利用外，其余“收获”也可作为产品销售给电池企业。

审核编辑：符乾江