一、課題來(lái)源與背景
在全球應(yīng)對(duì)氣候變化和推進(jìn)"雙碳"戰(zhàn)略的背景下,鋰離子電池作為清潔能源存儲(chǔ)的關(guān)鍵部件,其市場(chǎng)需求持續(xù)快速增長(zhǎng)。然而,傳統(tǒng)鋰電池制造工藝長(zhǎng)期依賴含氟粘結(jié)劑(PVdF)和有毒溶劑(NMP),存在環(huán)境污染和資源浪費(fèi)等問題。特別是在電池退役回收環(huán)節(jié),傳統(tǒng)工藝需要采用高能耗、高污染的處理方式,制約了鋰電池產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為解決這一行業(yè)難題,浙江桓能芯電科技有限公司,廣東省皓智科技有限公司和GRST Holdings Limited自主立項(xiàng),研發(fā)了"基于無(wú)氟粘結(jié)劑的可水性回收鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)"。
二、技術(shù)原理及性能指標(biāo)
本技術(shù)通過材料創(chuàng)新和工藝革新,構(gòu)建了完整的綠色技術(shù)體系。核心技術(shù)在于研發(fā)了以聚丙烯酸為骨架的無(wú)氟粘結(jié)劑,其具有高粘結(jié)強(qiáng)度和優(yōu)異的電化學(xué)穩(wěn)定性?;谠摬牧纤芴匦裕_發(fā)了全流程水性制備工藝,以水完全替代NMP溶劑,并創(chuàng)新性地采用常溫水性回收技術(shù),實(shí)現(xiàn)退役電池的高效綠色回收。
主要性能指標(biāo)包括:
?以適用于電動(dòng)兩輪車電芯為例:電池能量密度達(dá)300Wh/kg,循環(huán)壽命超過2000次。
?回收環(huán)節(jié)黑粉與箔材回收率及純度均超過99%
?無(wú)氟粘結(jié)劑生產(chǎn)碳足跡較PVdF降低70-80%
?生產(chǎn)過程VOCs排放降低96%以上,能耗降低30%
三、技術(shù)的創(chuàng)造性與先進(jìn)性
本技術(shù)的創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:研發(fā)并規(guī)模化應(yīng)用了適用于鋰電池正極的高性能無(wú)氟粘結(jié)劑;建立了完整的全流程水性制備工藝體系;開創(chuàng)了基于粘結(jié)劑水溶特性的常溫水性回收技術(shù)。這三項(xiàng)創(chuàng)新相互支撐,形成了"材料-制造-回收"的完整技術(shù)閉環(huán)。該技術(shù)體系已通過中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)組織的科技成果評(píng)價(jià),被認(rèn)定為達(dá)到"國(guó)際領(lǐng)先水平"。
四、技術(shù)的成熟程度,適用范圍和安全性
目前,該技術(shù)已完成從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到規(guī)?;虡I(yè)應(yīng)用的完整跨越。截至2025年10月,采用該技術(shù)生產(chǎn)的無(wú)氟水性鋰離子電芯已實(shí)現(xiàn)累計(jì)出貨超140萬(wàn)支,總產(chǎn)能達(dá)110MWh。產(chǎn)品適用于電動(dòng)兩輪車、三輪車、便攜儲(chǔ)能等多個(gè)領(lǐng)域,并通過GB 43854-2024電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),安全性能可靠。水性工藝從根本上消除了NMP的毒害風(fēng)險(xiǎn),回收過程無(wú)有毒氣體排放,環(huán)境安全性高。
五、應(yīng)用情況及存在的問題
該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用,與20余家行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)建立了穩(wěn)定的合作關(guān)系。水性回收技術(shù)已與第三方回收公司合作完成產(chǎn)業(yè)化驗(yàn)證。當(dāng)前亟需加快技術(shù)在全行業(yè)的普及速度,無(wú)氟粘結(jié)劑可適配現(xiàn)有油性生產(chǎn)工藝,因此進(jìn)一步推動(dòng)現(xiàn)有傳統(tǒng)油性產(chǎn)線的無(wú)氟化改造成為關(guān)鍵,將通過提供靈活的技術(shù)解決方案,降低客戶轉(zhuǎn)換門檻,加速鋰電粘結(jié)劑行業(yè)向綠色無(wú)氟化轉(zhuǎn)型。
六、歷年獲獎(jiǎng)情況
本技術(shù)自研發(fā)以來(lái),因其突出的創(chuàng)新性和綠色價(jià)值,已在國(guó)內(nèi)外獲得多項(xiàng)榮譽(yù),包括2023年"為地球奮斗獎(jiǎng)"、日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展最高大獎(jiǎng)和創(chuàng)藍(lán)碳中和先鋒獎(jiǎng),及入選2025雙碳雙控綠色生產(chǎn)力硬核技術(shù)等。
七、成果簡(jiǎn)介
浙江桓能芯電科技有限公司,廣東省皓智科技有限公司,和GRST Holdings Limited研發(fā)的"基于無(wú)氟粘結(jié)劑的可水性回收鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)",通過材料、制造與回收三個(gè)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性創(chuàng)新,成功構(gòu)建了鋰電池全生命周期的綠色閉環(huán)。該技術(shù)不僅解決了傳統(tǒng)鋰電池產(chǎn)業(yè)的高污染、高能耗難題,同時(shí)保持了產(chǎn)品的高性能與高安全性。經(jīng)過規(guī)?;虡I(yè)應(yīng)用驗(yàn)證,該技術(shù)展現(xiàn)出顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益,為推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、落實(shí)"雙碳"戰(zhàn)略目標(biāo)提供了有效的技術(shù)支撐。
1.廣東省皓智科技有限公司 2.GRST Holdings Limited
1.何錦鏢 2.江英凱 3.禤施穎 4.王然石 5.朱雪臻 6.李陽(yáng)
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評(píng)價(jià)單位: |
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報(bào)告編號(hào): |
節(jié)能評(píng)字 [2025] 第KJ2100號(hào) |
評(píng)價(jià)日期: |
2025-09-22 |
評(píng)價(jià)委員會(huì)認(rèn)為,本項(xiàng)目無(wú)氟正極粘結(jié)劑材料技術(shù)、電芯正極綠色回收技術(shù)方面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。