针对上述问题，我今天汇报的题目就是退役三元锂电材料高效清洁利用关键技术及工程应用，该议题的主要内容，源于我们承担的两项国家重点计划项目—固废资源化专项，以及我们在研究，或者是产业化进程过程中的具体实施情况。
整个报告分如下六个部分进行汇报，第一部分三元锂电的特征及其应用。由于在座的专家和我们的研究领域，或者是专业方面局限性或专业差异，所以在汇报过程中，有些方面不进行详细展开。三元锂电的特点，三元锂电主要具有能量密度高，安全无污染，充放电效率高，输出电压高，循环寿命长，一般的三元电池寿命在5年左右的时间，这是三元锂电的主要的特点。
第二：三元锂电的应用领域，这个我们大家都很熟悉，在城市大巴、私家车、电动车、笔记本电脑、3C数据产品、无人机、还有物流小车等方面应用比较广泛，可以说锂电的使用，已渗透到我们生活中的方方面面，包括大家使用的手机电池。
第三，关于三元锂电的退役方面，三元锂电使用几年以后，我们会明显感觉动力不足，主要是电解液的分解，集流体腐蚀、正极材料相变及分解、界面膜形成、电池过充电等方面系列因素，这一系列的因素，最终导致三元锂电的退役，没有办法继续使用。
第二大部分是退役三元锂电的危害和变化，伴随着新能源汽车产业的发展，三元锂电池呈现爆发的增长，尤其是三元锂电。2019年诺贝尔化学奖获得者—吉野昌表示，回收电池是电动汽车发展的关键。下面这两幅图，分别给我们展示了目前中国动力电池的装机量，以及动力电池的退役量相关情况，从这两幅图可以看出，三元锂电池的使用量是逐年增大的，而且退役的量也呈现爆发的趋势。
下面看一段小视频，这是美国总统在一次新能源电池会议上的讲话。美国总统在这次新能源电池会议上讲话的主题，主要给我们展示了三个方面思想，第一个方面，目前中国新能源汽车在世界上是处于第一位的，美国处于第八位，所以美国总统在这次会议上是表示非常的懊悔，这是第一个方面的思想。第二个思想是电动汽车的核心组分—电池，是新能源汽车后续发展的核心方向。第三个方面，中国是电池的制造大国，也是电池的使用大国。对于大量的电池退役以后，我们如何处置，这对我们在座的每一位提出了一个崭新的课题。因此，如何处置数量庞大的退役锂离子电池，将是影响新能源战略布局的重大课题。
第二个方面，三元锂电资源及其组成，我们刚才看到退役三元锂电的数量是比较庞大的，一般的情况下使用寿命是3—5年，2019年已步入大规模的退役阶段，预计2025年三元锂电的退役量将达到125GWh。三元锂电含有大量的有价元素，其中锂这个元素价格，从去年的5万一吨涨到今年50万一吨，所以锂电池中的锂的价格量比较大，此外，还有价值高、高含量的镍和钴元素。还含有含有大量的电解液，黏结剂，由于组成复杂，在三元电池的回收过程中，导致难以回收，工艺复杂、污染严重，尤其是里面的重金属，有机物对环境的污染是比较大的。在三元锂电的组成上，主要有正极材料，负极材料，隔膜，电解液和外壳主要基本费组成。
三元锂电的危害，如果对三元锂电处置不当，其中的重金属或有机质会污染水源，污染大气，污染土壤，从而导致对人类的生存环境遭受严重的破坏。如果开发合理、科学的工艺及装备，将其中的金属和非金属进行回收利用，不仅可以回收里面的金属，还可以高效利用里面的非金属，从而从根本上消除三元锂电中的有机质及其重金属，对环境的破坏。
第三大部分，退役三元锂电回收利用研究的现状及其发展趋势。第一：就是退役三元锂电回收的现状，目前欧盟通过环保立法，制定了相应的补偿措施，通过押金制度回收电池，对电池厂进行补偿。日本也强制性地要求回收，政府进行补偿。美国也建立了较完善的回收体系，对电池进行回收，对市场进行约束性的管理。中国在这方面，起步较晚，过去缺乏相关的龙头企业，装备技术落后，所以工艺方面也比较落后。近几年来，通过中国政府的大力支持和帮助，产生了许多的龙头企业，在技术及装备方面，实现了突破性的发展，产生了许多龙头企业，工艺和装备有较大的提升。
三元锂电解决的关键问题，第一就是多金属组分高值转化，第二有机质高效处置，第三个方面非金属的科学利用，第四在电池回收整个系统中的关键装备的研发，第五个方面就是在回收过程种特殊污染物的治理及其综合回收体系的建设。回收的基本工艺趋势是低碳环保， 源头减量，过程精细化，终端资源化，从而实现三元锂电中的金属的闭环，非金属的综合利用，整体工艺低碳、环保、安全、绿色，这也是我国在三元锂电回收产业体系的一个整体的布局和远景规划。
第三个方面，就是退役三元锂电近几年来引起了国家相关部委的高度关注，在退役三元锂电的梯次利用方面，我们知道电池的能量密度，低于80%，电池就要退役、报废了。有些是电池包中个别的模组损坏，或者是极少数的单体电池损坏，可以把这里面损坏的模组、电池挑选出来，对其他的性能完好的电池进行进一步的重组，进行梯次利用，应用于低端的用电场所，是可以循环使用的。所以在领域，2018年科技部在国家重点研发计划，固化资源专项立题6.1，退役动力电池异构兼容与智能拆解技术，2019年也在退役产品智能拆解生产关键技术及管控技术立题，这是这两年在梯次利用方面的两个大的专项。接下来就是再生或回收方面，如果电池不能进行梯次利用，电池将进行回收利用或再生利用方面，2019年国家科技部也列入了重点研发计划项目-股份资源化专项，退役三元锂电材料高效清洁利用及示范，由此可见，在连续两年的时间里，国家科技部立下三个大的专项，表明国家在这一块是有高度的关注。
第四个方面，退役三元锂电综合回收的体系或者方案，三元锂电退役以后，如果电池包整包可以进行梯次利用，进行整包的检测、分析，可整包进行梯次利用的进行梯次利用；如果不能梯次利用，进一步将电池包进行拆解，拆解为模组，进一步分析、检测，能进一步梯次利用的模组，将模组梯次利用，不能梯次利用的，进一步分解为单体电池，同样，对单体电池能能梯次利用的进行梯次利用，不能梯次利用的进行放电、破碎，开发系列的工艺，从而将其中的正极材料综合回收，从而形成较为完善的三元锂电循环利用的产业体系。
第四个大的方面，高值转化的科学问题及其核心技术。科学问题方面，第一个就是多项界面的破坏与精准分离的机制，围绕着高效回收的目标，主要是针对正极材料和负极材料，隔膜等及其他的一些系列的组分，在探索三维物理化学力的作用下，研究多项界面破坏和分离机制，涉及到铜、铝、三元正极材料的镍钴锂、负极材料等等，涉及到整个电池回收体系的开发应用。
科学问题二，就是围绕着降本增效的目标，我们对于任何一种资源，主要是为了获得它的经济效益最大化，解决其高效利用核心科学问题。主要是围绕着不同的失效机制，研究整个机制与修复的策略的机制，克服过去传统工艺的不足，工艺落后，污染严重等系列工艺、工程问题。从而构造一个较为完善的回收体系和科学的评价体系。
科学问题三，围绕着高赋值，就是创新，研究其中有价金属纯度提升或金属纯化机制，目标元素高值转化机理，探索退役石墨应力调控与有序生长的高值转化机制。
下面主要介绍工艺研究的关键核心技术。
关键技术一：物理分离，修复再生。三元锂电的正极材料修复再生，主要是能不能进行修复利用，打破常规的方法，研究关键元素的精准识别，定量配伍，研发元素补偿与浓度均一调控技术与装备，进一步合成正极材料，转化为再生利用的正极材料，用于制备电池。
关键技术二，选择纯化，重塑再生。在这里主要是研究无酸，优先提锂技术，与三元定量补偿，开发石墨与铜箔分离、石墨元素纯化与重构结晶技术，从而建设绿色的回收工厂，建立示范工程，实现产业化。
关键技术三，定相分离，高值转化，在这一部分，主要是对里面不能进一步再生的高值化，主要是以有价元素—镍、钴、锂、锰分离、提取、转化的技术瓶颈难题为研究方向，常用逐级精准分离，靶向元素定向转化，从而研发出三元正极材料的镍钴锰锂的回收工艺，从而建立相关回收体系。
关键技术四，这一步主要是针对全工艺回收过程中的废水，废气，以及废渣，从环保的角度达标排放，尤其是里面的二噁英、氟化物等有毒有害物质进行处理。
第五大部分，研发的主要内容，这个方面有五个方面的内容，由于时间关系有些地方不详细展开。内容之一：围绕着多项精准分离，研究正极材料实现修复的机制。第二个方向就是多向界面的精准分离机制。第三个是正极材料的定向转化与梯次回收。第四个方面就是负极材料的修复与增值利用技术。
研究内容二，退役三元锂电的物理修复再次利用，就是集流体铜箔或者铝箔的回收，高温固向修复，以及包覆层的修复技术。
研究内容三，退役三元锂电材料的物理修复，再生利用技术，主要是里面的铜、铝、石墨等等进行循环综合利用。
研究内容四，退役三元锂电材料，通过选择性的纯化，重塑再生，减量回收，石墨的重构结晶技术。
第四个方面，就是残留电解液的无害化处理，三元材料中的除杂与高值转化，石墨的高值转化，以及相关的示范工程的建设等等。
第五个方面，主要是针对工艺过程中从水的循环，多元素的资源化，以及源头减量，分值处理，高值循环，从而对整个回收过程中的污染物进行开发合理的工艺，进行有害的物质，废气等污染因子进行合理处置。
最后一部分，汇报一下，在3—4年的研发过程中，二个国家重点研发计划项目实施产业化方面的示范工程的建设情况。我这个里面主要是相关的平台，最重要的第一个就是中国再生资源联盟联合创新实验室，这个我国再生资源联盟在锂电循环利用研发方面是唯一的一块牌子，主要是致力于锂电回收工艺基础研究、核心工艺开发及产业化应用的技术工程开发，以及产业化的应用方面实施。第二个就是在新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件，也就是白名单，在全国拥有双资质的几个单位中为数不多的一个。
本公司在承担国家重点研发计划上面的情况，第一个就是2018年联合清华大学承担了国家重点研发计划---退役动力电池异构兼容与智能拆解利用技术；在三元锂电回收方面，承担了国家重点研发计划-固废资源化专项，三元锂电的高效清洁回收利用技术及其示范。这二项国家项目。我们在整个领域是全覆盖的。
第三个方面，形成了退役三元锂电的循环产业体系，在梯次利用上将能量密度利用大于80%，进一步梯次利用，这部分主要是针对国家重点研发计划6.1，开展示范工程及其相关的工作。第二部分就是循环利用，就是通过放电，破碎、净化、分离，制备出系列的电池产品，进一步制备电池材料，往下延伸到制备三元电池，从而形成了一个三元锂电的回收利用的整个产业体系。
第四个方面：这部分就是三元锂电智能拆解，梯次利用方面的示范线的建设，这是相关的厂房主体装备和设施的情况。
第五个方面，就是退役三元锂电循环利用高值转化产业方面，这部分主要是通过化石墨纯化与提质，将正极材料的镍钴锰锂转化为系列的产品，整个的工艺里面的核心装备情况、厂房布局情况 。
第六个方面，形成了退役三元锂电的两大产业重心，第一个是智能拆解梯次利用中心，这部分配合国家重点研发计划6.1，在江西上饶建立了循环利用的产业线，已经投入正常运营。这是相关的梯次利用的厂房主体装备，这是相关的拆解综合利用的生产线，这一项目涉及到两条大的正极片的处置线，还有一条电池线，年处理量5万吨。
第二个方面，建立了高值转化，循环利用的产业中心，这部分主要是在国家杭州湾经济开发区，年利用10万吨退役锂电池及镍钴资源循环项目，这个项目我们已经顺利实现产业化，今年进行国家科技部的项目验收，我们将会按照正常程序进行验收，这个示范工程线已经建成，也取得了比较好的经济效益。这是相关的建立的示范线的一个产业楼，以及主体装备的情况。
在产业结构方面，公司利用两大资源，一个是镍钴二次资源，另外一种是退役动力锂电资源，在这三元锂电的回收方面，核心技术问题及关键装备，核心技术已经得到解决，实现了整个工艺的产业化。下一步就是磷酸铁锂电池，核心技术问题也得到解决，下一步进行相关的产业化建设。
在退役动力锂电回收利用上，包括电池的回收工艺及装备，这是一个很大的工作体系，我们希望相关领域的专家学者，投入更多的时间、精力进行攻关，致力于相关领域研究及产业化应用工作，解决行业领域的瓶颈难题， 后面的路， 任重道远，让我们一起行动起来，从而推动我国新能源产业的发展进程。主要内容汇报完毕，谢谢各位聆听。请大家指导！
（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅）
