将废旧锂电池“变废为宝”
2024.10.22 中国矿业报
——记山东科技大学能源学院“锂想生活”科创团队
◎ 韩洪烁
在山东绿能环宇低碳科技有限公司生产车间里，一体化锂电池回收处理设备快速运转，源源不断地将废旧锂电池“变废为宝”。
“多亏了山东科技大学学生创新团队研发的新技术，让我们更加高效、安全地分选处置退役锂电池。”该公司董事长刘晓辉介绍，公司使用山东科技大学能源学院“锂想生活”科创团队研发的一体化锂电池回收处理技术后，废旧锂电池浮选分离效率提高35%，金属靶向浸出实现浸出率提高26%。
山东科技大学能源学院“锂想生活”科创团队成立于2018年，由该校35名在校生组成，其中博士生5人、硕士生20人、本科生10人。团队成立6年多来，已研发设计了带电/热解一体破碎、柔性脱粉、纳米气泡浮选、多元螯合浸出等一系列创新技术，破解了制约锂电池回收行业发展的众多难点堵点。
社会实践发现锂电池回收“痛点”
为什么选择这个“赛道”？
“一个有意义的课题需要从社会需求出发，聚焦于解决生产生活中的瓶颈问题。”该团队骨干成员、能源学院博士研究生聂春晨回答，这源于这个年轻的科创团队在一次社会实践时所发现的行业“痛点”。
2018年，“锂想生活”科创团队在一家经营新能源汽车废旧动力蓄电池回收及梯次利用的企业实习时，发现“退役”锂电池回收过程在安全、效率、环保方面都存在缺陷。
“废旧锂电池中有可观的锂、镍、钴、锰、铜、铝等金属元素，是宝贵的资源，我们为什么不将锂电池回收设备的不同特性搭配起来，塑造一个锂电池回收‘机器管家’呢？”在实习结束返校的大巴车上，团队进行了一场“头脑风暴”。经过一番讨论后，大家达成了共识——开发一种简单、便捷、环保又高效的回收方式，让废旧锂电池变成优质的“城市矿山”。
锂电池传统回收方式工艺复杂，高能耗、高排放，还会带来二次污染。想要改变回收方式，对一群没经验的学生来说挑战性很高。
返校后，“锂想生活”科创团队在老师的指导下，正式开始科创“接力长跑”。除了上课，团队成员其余时间就待在实验室、会议室里，查资料、做实验、测数据、写报告、谈方案。团队30多人也纷纷参与到固废处理相关科研项目中汲取养分，并邀请在废旧锂电池清洁分选方面有实战经验的教授指导他们的研发项目。
每到假期，“锂想生活”科创团队还跑到企业生产车间里，不断发现问题、优化思路。“锂想生活”科创团队负责人、山东科技大学能源学院矿物加工工程专业硕士研究生蒋思奇介绍，他们先后到杰瑞环保科技有限公司等30余家企业的锂电池分选车间进行现场调研，深入了解废旧锂电池处理设备的实际运行工况，掌握生产过程中存在的现实问题和难题。
2022年6月，在山东科技大学大学生创新创业项目的支持下，“锂想生活”科创团队完成了《未来城市矿山——低碳循环利用新质“锂”量领跑者》项目书，找到了让废旧锂电池成为优质“城市矿山”的创新“金点子”，当初的“选题”开始迈向现实。
一体化处理技术让废旧锂电池“退而不废”
历时2000多个日夜、实验分析1000多次、现场调研300多次、应用实验1000多次，“锂想生活”科创团队终于研发出具有自主知识产权的一体化环保破碎机、纳米气泡恒温浮选机、多元螯合浸出槽，形成独特的退役锂电池回收体系，为退役锂电池处理企业提供了高效、环保、安全的解决方案，实现电极剥离效率至99.8%、浮选效率高达99%以上、零废浸出等多重优势。
依托这些技术，团队注册成立青岛辰曦月阁循环科技有限公司。今年年初，团队受北辰先进循环科技有限公司的委托，为该公司优化了回收技术。现场试验表明，应用团队优化后的一体化锂电池回收处理技术，使有价金属回收率较之前提高了19%，每吨处理成本降低0.6万元。
“我们的目标是进一步做深、做细一体化锂电池回收技术，将其拓展成通用技术，实现废旧锂电池资源再利用。”团队指导老师周尚涛给学生们提出新的课题。近半年来，“锂想生活”科创团队对设备进行了多次迭代升级，以期实现锂电池完全无害化回收利用。
目前，该团队在退役锂电池资源化利用相关领域发表论文31篇，获得授权专利3项，获得省级及以上科创竞赛奖励140余项。团队已经为两家企业直接提供技术和设备支撑，与16家企业达成合作协议，技术方案得到10余家单位的青睐。
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