项目背景与痛点
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行业现状:锂离子电池退役潮即将来临,正极材料富含战略性金属,但现有回收技术存在分离不彻底、成本高、有污染等问题。
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痛点分析
- 分离不彻底:干法分离、湿法分离和生物分离等常用方法,分离率低,后续处理复杂。
- 处理成本高:现有技术在处理过程中需要消耗大量资源,导致成本居高不下。
- 环境有污染:部分回收方法在处理过程中会产生污染物,对环境造成负面影响。
解决方案与核心技术
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创新方法:提出水中脉冲放电致锂离子电池正极集流体汽化、分离正极活性物质的方法,并研制出相应的分离设备SL - 40。
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核心技术突破
- 基于反向开关晶体管的重复频率脉冲电流源:实现高效稳定的脉冲电流输出,为分离过程提供可靠动力。
- 基于相变电阻模型的放电参数 - 分离效果数据库:通过大量实验数据构建数据库,精准优化放电参数,提高分离效果。
- 分离过程的力 - 热 - 电多物理场耦合仿真模型:全面模拟分离过程,提前预测和优化,确保分离的准确性和高效性。
项目成果与优势
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成果展示
- 专利与著作权:授权/公开发明专利9项、实审PCT国际专利2项、授权软件著作权8项、授权实用新型专利2项,第一发明人均为团队核心成员。
- 应用示范:在深圳格瑞特、金康新能源、长安新能源等4家企业开展示范应用,应用效果良好。
- 商业合作:已经成立公司,签订1080万元正式订单,与第一创客(重庆)签订500万元投资协议。
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优势对比
对比维度 | 本项目 | 优美科、三菱、格林美等龙头企业常用方法 |
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分离率 | 高,能有效分离正极活性物质 | 干法分离分离率低,后续处理约80% |
处理成本 | 低,通过技术创新降低资源消耗 | 湿法分离处理成本高 |
环境影响 | 零污染,绿色环保 | 生物分离处理周期长,且可能存在一定环境风险 |
团队实力与荣誉
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团队成员:由来自电气工程(世界一流建设学科)、材料(ESI前1‰)、管理等专业学生组成,均具有国家重点实验室科研实践经验。
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所获荣誉:获中国青少年科技创新奖、国家奖学金等国家级荣誉60余人次,团队获得第十七届“挑战杯”全国特等奖(脉冲放电领域唯一,重庆市唯一)。
社会价值与发展前景
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社会价值
- 资源回收利用:高效回收退役锂离子电池正极材料中的战略性金属,降低资源对外依赖性,促进资源的循环利用,符合国家可持续发展战略。
- 环境保护:零污染的回收方法,减少对环境的负面影响,助力“双碳”目标的实现。
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发展前景
- 市场需求增长:随着新能源汽车等行业的快速发展,锂离子电池的使用量不断增加,退役电池的回收市场需求将持续扩大,为项目提供广阔的发展空间。
- 技术持续创新:团队在技术研发方面具有较强的实力,有望在未来进一步优化和创新技术,提升