王永

近年來，隨著人們對電子產(chǎn)品的依賴使得市場對鋰電池的需求量急劇增長，鋰電池已經(jīng)存在于人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€角落。但有些矛盾的是，生產(chǎn)、回收電池的過程在現(xiàn)階段的不環(huán)保的措施，讓原本潛力無限的能源產(chǎn)業(yè)給商業(yè)和環(huán)境帶來沉重的負(fù)面印象。所以，如何找到兼顧環(huán)保、性能的“答案”成為整個能源產(chǎn)業(yè)尤為重要的問題。

“我們的工程師和研究人員一直在致力于如何通從材料和電池設(shè)計層面把電池的生產(chǎn)、應(yīng)用和回收做成環(huán)保的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，”GRST總經(jīng)理盧志德在接受筆者的采訪時表示，GRST是成立于2015年的香港初創(chuàng)企業(yè)，它成功研發(fā)出全球第一項(xiàng)真正水性電池制造和回收工藝，用以生產(chǎn)新型綠色環(huán)保鋰電池“ebatte ”，其制造工藝將全面顛覆傳統(tǒng)可持續(xù)能源以及鋰電子電池的制作技術(shù)。

據(jù)了解，GRST已就技術(shù)申請了99份專利，其中7份已經(jīng)獲得授權(quán)，有2份正在授權(quán)。在應(yīng)用層面，GRST的電池技術(shù)已經(jīng)有小批量的產(chǎn)品應(yīng)用，并在廣東順德建立生產(chǎn)基地——實(shí)現(xiàn)規(guī)?；僧a(chǎn)、進(jìn)行電池生產(chǎn)過程的演示、測試以及回收驗(yàn)證。

眾所周知，鋰電池主要由五個結(jié)構(gòu)組成：導(dǎo)電集流體、正負(fù)電極、電解液、防止短路的隔膜以及外殼結(jié)構(gòu)。不同鋰電池之間，因?yàn)榛钚圆牧系牟煌?，正?fù)極的材料體系也會不同。

從傳統(tǒng)意義上來講，電池的回收大概分為兩種方式：濕法、火法。即采用腐蝕性的強(qiáng)酸強(qiáng)堿對材料進(jìn)行完全的溶解，或者是直接采用高溫的方法，進(jìn)行徹底的焚燒。然而這兩種方法面對的難題一是會收到的材料價值較低，另一方面則是帶來的環(huán)保以及成本的問題——污染排放量較高、回收的材料需要多次生產(chǎn)步驟重新組合之后，才能回到原始的正極材料。

“GRST的水性環(huán)保工藝能夠以更為簡化、環(huán)保的方式生產(chǎn)以及回收電池，” GRST技術(shù)總監(jiān)王然石表示，在電池的生產(chǎn)過程中，GRST的水性環(huán)保工藝是完全使用水作為工藝溶劑對材料進(jìn)行加工處理，整個過程之中不使用傳統(tǒng)的工藝中所用的有機(jī)溶劑，即所謂的NMP體系，以及含氟的聚合物PVDF。

在王然石看來，采用水性溶解，或者叫水性分離，對材料加入的黏結(jié)劑進(jìn)行溶解之后可將電池材料分解到原始狀態(tài)。從分離的狀態(tài)，再進(jìn)行生產(chǎn)，所經(jīng)歷的工藝步驟是非常短的，最直接的好處就是實(shí)際回收材料的價值會更高。

當(dāng)然，GRST的價值并不只體現(xiàn)在回收環(huán)保方面，在為客戶降低成本、以及生產(chǎn)高性能的電池同樣有著價值體現(xiàn)。

采用GRST的水性環(huán)保工藝，可以節(jié)約絕大數(shù)的干燥房的需求、以及不需要任何NMP的回收跟冷凝的系統(tǒng)。比相對傳統(tǒng)工藝硬件投入可下降15%至30%。具體到過程中能源消耗，降低了差不多接近40%到50%。如果計算到電池的成本，包括考慮到材料跟生產(chǎn)過程，下降大概6%到8%的一個整體成本。

與此同時， GRST的WATMAR3水性工藝，是直接用水作為媒介進(jìn)行物理的分離，把電池材料進(jìn)行分類的提取，在整個回收過程之中，溫度基本上可以保持室溫，或者非常接近于室溫的狀態(tài)。而在污染排放方面，以二氧化碳排放作為一個參考，GRST新工藝的能耗及污染排放大概是傳統(tǒng)工藝方法的五分之一到八分之一。最關(guān)鍵的是，工藝成本大概只有傳統(tǒng)方法的四分之一左右。從回收材料的價值來講，大概是傳統(tǒng)回收方式的2.5倍，而回收比例可以達(dá)到較高的水平。

在電池性能層面，一方面GRST進(jìn)行了很多認(rèn)證測試，比如說，針刺測試、針對特定產(chǎn)品的10V/3C過充安全測試。從行業(yè)需求角度來看，通過了車規(guī)級動力電池強(qiáng)檢安全測試，船規(guī)級中國船級社認(rèn)證，南非和歐盟的礦用產(chǎn)品電池的認(rèn)證，以及用于移動設(shè)備的消費(fèi)電子產(chǎn)品安全測試。

另一方面，GRST針對于鋰電池在溫度適應(yīng)性相對較差的缺陷，進(jìn)行了技術(shù)上的研發(fā)，并實(shí)現(xiàn)了在負(fù)30度，0.1C的充放，相對室溫額定容量，可以容量保持高于80%，負(fù)40度條件下，容量保持仍然可以接近50%，也是0.1C的充放。而高溫條件下50度，7天標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)，容量保持度接近100%。這項(xiàng)特質(zhì)可以滿足來自不同地區(qū)的客戶的需求，包括儲能行業(yè)，在中國西北地區(qū)，甚至滿足在中東地區(qū)使用的要求。

值得一提的是，從電池的整體性能來看，它可以十分鐘之內(nèi)充入80%的容量，6分鐘之內(nèi)放出80%的容量，達(dá)到高于行業(yè)平均水平的一個倍率充放的要求，這對于電動工具的需求來說非常重要。

綜合來看，相比于傳統(tǒng)方式的強(qiáng)酸強(qiáng)堿全部溶解，造成較高的回收成本和污染的排放，GRST新型的回收技術(shù)是屬于成本較低、設(shè)備投入少、回收價值更高的方式?！翱紤]到整個過程污染和硬件投入的控制，我們的技術(shù)甚至可以實(shí)施在一些很小的城市、中小投入規(guī)模的回收企業(yè)，降低了電池回收的一個門檻，以及帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。”王然石如是說。

GRST的意涵是綠色環(huán)保Green、可再生資源Renewable、可持續(xù)發(fā)展Sustainable和應(yīng)用技術(shù)Technology，正如盧志德所講， GRST希望可以通過技術(shù)上的創(chuàng)新，來顛覆傳統(tǒng)技術(shù)存在的弊端，為用戶降低成本、創(chuàng)造新的價值。