如何破局難度高、危險度高的新能源汽車(chē)報廢電池回收拆解
“新能源汽車(chē)行業(yè)正處于蓬勃發(fā)展的階段。然而，預計到2030年，將有400萬(wàn)輛電動(dòng)車(chē)電池壽終正寢。這些鋰離子電池含有寶貴原材料，其回收對經(jīng)濟和環(huán)保均至關(guān)重要。
目前，電池拆解過(guò)程既復雜又成本高昂，常需人工操作。面對這***挑戰，在德***聯(lián)邦資助的“ZIRKEL”項目合作下，正在開(kāi)發(fā)自動(dòng)化電池拆解技術(shù)，以推動(dòng)電池循環(huán)利用的整個(gè)經(jīng)濟鏈條?！?/strong>
當新能源車(chē)輛鋰電池的總容量衰減到原始容量的70%-80%時(shí)，它們則需被報廢。大多數被淘汰的電池會(huì )被回收，其原材料用于生產(chǎn)新電池。根據電池狀況，少部分舊電池可重新用于電動(dòng)車(chē)（再制造）或作為固定式儲能設備使用。 根據新頒布的歐盟電池條例，所有電池***終都必須達到***定的回收率，并在新電池生產(chǎn)中使用***定比例的再生材料。這要求相關(guān)行業(yè)找到***有效的回收方案，以應對未來(lái)電池回收量的增長(cháng)。目標是在整個(gè)生產(chǎn)鏈實(shí)現可持續且碳中和的電池制造，并***大限度地實(shí)現材料的循環(huán)再利用，減少廢棄物產(chǎn)生和對關(guān)鍵原材料的依賴(lài)。 高壓電池系統的生命周期、二次應用、再制造和回收
通過(guò)自動(dòng)化實(shí)現高回收率 由于電池類(lèi)型多樣且更新迭代頻繁，目前的拆解和再制造過(guò)程大多仍依賴(lài)人工完成。自動(dòng)化系統工程師Jan Pollmann指出：“電池回收過(guò)程無(wú)法實(shí)現批量化?！?/em>為應對不斷增長(cháng)的回收量并提高回收效率，推進(jìn)過(guò)程自動(dòng)化已迫在眉睫。 此外，自動(dòng)化拆解還能保護工人健康安全，避免他們接觸高電壓和危險品，降低火災等風(fēng)險。 自動(dòng)化拆解面臨的挑戰 除了種類(lèi)繁多的電池外，自動(dòng)拆解過(guò)程還面臨***些其他挑戰：廢舊電池可能存在腐蝕、變形或損壞等情況。視覺(jué)系統有時(shí)很難識別被污染的組件。密封劑、粘合劑或熱熔膠隨著(zhù)時(shí)間的推移其濃度和特性發(fā)生改變，可能很難清除。
高電壓或危險品等風(fēng)險也不容小覷。***后，電纜或冷卻軟管等柔性部件的拆解也很難實(shí)現自動(dòng)化。自動(dòng)化系統產(chǎn)品經(jīng)理Viktor Bayrhof解釋說(shuō)：“原則上拆解只是逆向的裝配，但它要復雜許多倍?！?/em>
創(chuàng )新自研電池組自動(dòng)拆解全流程
為了能有效解決報廢鋰電池拆解之困局，由德***聯(lián)邦教育和研究部 (BMBF) 資助的“ZIRKEL”研究項目聚集了***支跨學(xué)科的團隊，團隊成員來(lái)自科研機構和企業(yè)單位，共同致力于研究電池的整個(gè)循環(huán)經(jīng)濟。在該項目框架內開(kāi)發(fā)出自動(dòng)拆解電池組的策略和過(guò)程。
目的在于，通過(guò)機械拆解和分揀組件盡可能提高原材料的回收和再利用程度。我們的做法是：在早期階段就去除有價(jià)值的部件或含有有害物質(zhì)的部件，這樣的話(huà)，對所謂的“黑塊”（即電池被粉碎后留下的原材料混合物）進(jìn)行火法和濕法冶金處理的工作量就減少了，這種處理工作是成本密集且能源密集的。 自動(dòng)拆解系統已正式試點(diǎn)運行
的***個(gè)試點(diǎn)系統已經(jīng)在沃爾夫斯堡的Open Hybrid LabFactory研究園區內安裝。
部分自動(dòng)化原型加工站的3D布局
(文章來(lái)源于儀器網(wǎng))
