如何破局難度高、危險度高的新能源汽車報廢電池回收拆解
“新能源汽車行業(yè)正處于蓬勃發(fā)展的階段。然而，預(yù)計(jì)到2030年，將有400萬輛電動車電池壽終正寢。這些鋰離子電池含有寶貴原材料，其回收對經(jīng)濟(jì)和環(huán)保均至關(guān)重要。
目前，電池拆解過程既復(fù)雜又成本高昂，常需人工操作。面對這***挑戰(zhàn)，在德***聯(lián)邦資助的“ZIRKEL”項(xiàng)目合作下，正在開發(fā)自動化電池拆解技術(shù)，以推動電池循環(huán)利用的整個經(jīng)濟(jì)鏈條?！?/strong>
當(dāng)新能源車輛鋰電池的總?cè)萘克p到原始容量的70%-80%時，它們則需被報廢。大多數(shù)被淘汰的電池會被回收，其原材料用于生產(chǎn)新電池。根據(jù)電池狀況，少部分舊電池可重新用于電動車（再制造）或作為固定式儲能設(shè)備使用。 根據(jù)新頒布的歐盟電池條例，所有電池***終都必須達(dá)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(yīng)對未來電池回收量的增長。目標(biāo)是在整個生產(chǎn)鏈實(shí)現(xiàn)可持續(xù)且碳中和的電池制造，并***大限度地實(shí)現(xiàn)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。 高壓電池系統(tǒng)的生命周期、二次應(yīng)用、再制造和回收
通過自動化實(shí)現(xiàn)高回收率 由于電池類型多樣且更新迭代頻繁，目前的拆解和再制造過程大多仍依賴人工完成。自動化系統(tǒng)工程師Jan Pollmann指出：“電池回收過程無法實(shí)現(xiàn)批量化?！?/em>為應(yīng)對不斷增長的回收量并提高回收效率，推進(jìn)過程自動化已迫在眉睫。 此外，自動化拆解還能保護(hù)工人健康安全，避免他們接觸高電壓和危險品，降低火災(zāi)等風(fēng)險。 自動化拆解面臨的挑戰(zhàn) 除了種類繁多的電池外，自動拆解過程還面臨***些其他挑戰(zhàn)：廢舊電池可能存在腐蝕、變形或損壞等情況。視覺系統(tǒng)有時很難識別被污染的組件。密封劑、粘合劑或熱熔膠隨著時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(xiàn)自動化。自動化系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理Viktor Bayrhof解釋說：“原則上拆解只是逆向的裝配，但它要復(fù)雜許多倍。”
創(chuàng)新自研電池組自動拆解全流程
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(xiàng)目聚集了***支跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)成員來自科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)單位，共同致力于研究電池的整個循環(huán)經(jīng)濟(jì)。在該項(xiàng)目框架內(nèi)開發(fā)出自動拆解電池組的策略和過程。
目的在于，通過機(jī)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值的部件或含有有害物質(zhì)的部件，這樣的話，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。 自動拆解系統(tǒng)已正式試點(diǎn)運(yùn)行
的***個試點(diǎn)系統(tǒng)已經(jīng)在沃爾夫斯堡的Open Hybrid LabFactory研究園區(qū)內(nèi)安裝。
部分自動化原型加工站的3D布局
(文章來源于儀器網(wǎng))
