技術護航電動汽車發展 世界難題一朝解鎖（三）

　　訪動力電池資源化環保回收技術新領軍者——發明家王武生

　　隨著特斯拉在中國市場的聲名鵲起，諸多世界名車也紛紛進駐中國市場，近年來，中國的新能源汽車技術突飛猛進，純電動汽車越來越受到消費者的認可。2015年，我國新能源汽車保有量已超過100萬輛，明年將達到200萬輛，位居世界首位。今年前4個月，我國新能源汽車累計產銷分別達到9.44萬輛和9.05萬輛，同比分別增長126.8%和131.1%。然而快速發展的背后也隱藏著重大危機。這種危機主要表現在目前世界上還沒有真正的環保回收技術，更重要的是廢舊動力電池會隨時發生燃燒和爆炸，如果不能及時回收會對廣大人民的生命和財產帶來巨大威脅。正因為如此，2016年6月16日，中德兩國領導人就落實中德合作開發動力電池回收技術簽署《關于開展動力電池回收利用領域合作的諒解備忘錄》，加強了“中德動力電池回收利用項目聯合工作組”的工作。

　　為了更好的確保動力電池資源化環保回收，實干發明家王武生組建了一批強大的技術團隊，經過不懈的努力探索，研究出動力電池資源化環保回收技術。為了更好的了解動力電池資源化環保回收技術，我們采訪了王武生教授。

▲上圖為王武生教授就環保發明接受媒體專訪

　　記者：王教授，請問您研究動力電池回收的初衷是什么?

　　王武生：我們大力發展電動車產業，一方面是為了節省能源，另一方面則是為了環保。近年來霧霾已經越來越重了，其中主要的原因就是汽車尾氣的排放。如果我們不能解決動力電池的環保回收問題，電動汽車的快速發展不僅不能解決目前空氣污染問題，反而會造成比霧霾更加嚴重的空氣污染。最可怕的是廢舊動力電池隨時會發生燃燒和爆炸，我們稱這個為“不定時的炸彈”!

　　記者：為什么說電動汽車會帶來更加嚴重的空氣污染呢?

　　王武生：因為目前世界上還沒有能夠環保回收汽車動力電池的技術，即使按照我國的國家標準如《通信用鋰離子電池的回收處理要求GB/T22425-2008》進行回收，仍然是采用焚燒的方法，在焚燒處理過程中，不僅會產生氟化氫等巨毒氣體，而且還會有重金屬的污染以及廢水、廢渣等。雖然北京可以將報廢的電池運到其它地區，如廊坊去處理，但大氣是相通的，廊坊的污染也會影響到北京。氟化氫的毒性遠比現在的霧霾大得多：霧霾是影響健康，而氟化氫是要命!你看，我的牙齒就是做試驗后中毒脫掉的。

　　記者： 嗯，理解了，那又為什么說報廢的電池是“不定時的定時炸彈”呢?真的有這么可怕嗎?

　　王武生：當然可怕!根據調查顯示，電池引發的汽車爆炸和燃燒是現有汽車的十倍。而且電池一旦燃燒起來，火勢迅猛，極難控制。各路新聞也不止一次報道，因電動車起火造成的人員重大傷亡事故。2016年11月9日是全國第26個消防日，當天，CCTV《焦點訪談》播放了題目為《電動車：火災新成因》的特別節目中就有報道：消防總隊僅用一個電動自行車的動力電池就毀掉了一棟六層樓房。一個僅幾公斤的電動自行車電池就有這么大的威力，你可以想象一個重量達幾百公斤的汽車動力電池的破壞力有多大!這絕不是危言聳聽。

　　記者： 一直以來，我們都以為只要采用電動汽車的出行方式就可以減輕霧霾，電動汽車也越來越受到市場認可，按照目前的發展規劃，未來十年后將達到千萬輛，那豈不是有千萬個的“炸彈”在威脅著我們的安全?

　　王武生：事實遠不止這個數量!雖然電動汽車可以用十年以上，但目前的電池使用壽命其實只有三年左右，也就是說一部車將產生二到三個廢電池，報廢電池的總數量會達到二到三千萬個，總重量將在一千五百萬噸左右，也就意味著我們將生活在這么多的“炸彈”威脅之中!

　　記者：真是太可怕了!

　　王武生：打個比方說，如果有一家從事電池更換業務的4S店，如果沒有及時地將更換下來的報廢電池處理掉，一旦廢電池燃燒、爆炸，整個店就全部報廢了!不僅如此，還很有可能殃及周邊商家。

　　記者：那“中德動力電池回收利用項目聯合工作組”解決了電池回收這個難題了么?

　　王武生：目前應該還沒有取得任何實質性的突破!去年6月16日德國國家領導人到中國訪問時專門與中國國家領導人洽談過關于加強電動車電池回收的合作，如果取得突破一定會有相關報道的。實際上，其它發達國家如美國、日本、瑞士等，也沒有取得任何實質性的技術突破!這也是我們為什么稱之為世界性技術難題的原因。

　　記者： 你的發明技術能解決這些世界性難題嗎?

　　王武生：當然!

　　記者： 能具體說說你的發明內容嗎?

　　王武生：我的發明簡單概括地說就是：環保化、資源化、工業化和效益化。

　　記者： 前面我們聊到，廢電池在處理中會產生很多有毒氣體，你的發明是如何解決這個問題，體現“環保化”的呢?

　　王武生：我們都知道，目前世界上都是采用化學方法進行回收，這就不可避免的會發生化學反應，也就必然會產生廢水、廢氣、廢渣等污染。而我們的發明，完全打破了這樣的原始設定，采用的是純物理方法，不需要添加任何化學藥品，而是通過機械手段實現回收利用，在整個回收過程中，不產生廢氣、廢水和廢渣!這在世界環保史上是從來沒有的，可以說是世界上最先進的技術。

　　記者：那這個 “資源化”如何理解呢?

　　王武生：“資源化”就是將其中有價值的材料變成資源重新利用。目前我們對其中的有效資源的回收率已經超過98%以上。因為電池中所使用的材料是非常稀少的，如鋰，就是不可再生資源，而探明的鋰資源只能滿足市場需求量的5%左右，未來95%都要依靠回收。其實很多國家如日本的礦業集團，早在十多年以前就開始進行鋰的回收研發。如果我們不能解決資源回收的問題，未來電動汽車的發展將受到材料資源的制約。

　　記者： 那什么是“效益化”呢?

　　王武生：我們說的“效益化”是指整個回收過程是可以產生效益的，具體地說，就是所需的回收成本只有回收有價值材料的20%左右，假如回收價值一萬元的材料，那花費大概在2000元左右。而在美國、日本等國家，回收報廢動力電池成本已經超過了制造新電池的成本。我個人認為很多環保技術不能得到應用，最關鍵原因就是沒有實現效益化。企業是要賺錢的，只有通過技術手段解決了效益化問題，環保技術才能真正發揮作用。

　　記者： 那你說的“工業化”又該作何理解呢?

　　王武生：“工業化”是表示我們以上所說的技術都是已經實現了工業規模化生產，已經不是停留在實驗室階段了。如果還停留在實驗室階段，沒有規模化，那也就談不上實際的意義。

　　記者：聽你講了這么多，我相信這一定是一個歷史上的突破，因為你從根本上就改變了現有的電池回收方向，把化學回收變為了物理回收，你是怎么想到這樣的一個改變呢?

　　王武生：前面我們講到，現有的化學回收技術，是必然會產生廢氣、廢水和廢渣的，其實不僅如此，它還會使其中的一部分寶貴的材料變成廢棄物，資源轉化率下降。當然，同樣由于化學藥品非常昂貴，成本必然上升，無法實現效益化。這一系列的問題都是由于從開始就走上了一條錯誤的路線，結果必然是產生新的污染，浪費寶貴的資源，導致回收成本上升。于是我們就完全發放棄了這樣的一條路線，改為物理方法。用物理方法處理，就不用添加任何化學藥品，沒有化學藥品就不會發生化學反應;不發生化學反應就不會產生新的污染;同時有用的材料就不會浪費，回收率得到顯著提高，由于物理方法成本低，效益自然高，這其實就是一個良性互動的過程。

　　記者：你可以詳細的跟我們說說你的這個物理回收技術么?

　　王武生：可以。首先是機械破碎，我解決了破碎過程中燃燒爆炸的世界性難題，破碎過程安全高效。其次，利用比重分離法，將正負極放入我特制的液體中，正極上浮負極下沉，實現兩者的物理分離，分離率可以達到99.9%以上。然后，通過機械分離的作用將電極材料與集注體分離，整個分離過程完全是機械化處理，電極材料與集流體沒有受到破壞，回收率高達99.5%以上。反觀現有的化學回收方法，先是焚燒，然后用堿進行鋁箔的溶解，焚燒和溶解的過程必然產生廢氣、廢水和廢渣，最可惜的是，其中寶貴的鋁箔資源也被變成了廢水、廢渣;然后用酸進行溶解，將其中的銅箔及其中的電極材料變成混合金屬鹽，將寶貴的銅等材料變成了與鎳、鋰、錳、鐵等金屬的混合鹽;由于混合鹽難以分離，雖然采用了萃取技術，但回收率低，最后將其中部分寶貴的銅、鎳、鋰等金屬變成了一錢不值的廢渣，造成新的重金屬污染，同時還排出大量的重金屬廢水。

　　記者：我相信你的發明一定可以迅速地解決我國電動汽車的后續問題。

　　王武生：不可能!

　　記者： 為什么?

　　王武生：因為我國的相關管理部分并沒有將廢舊鋰離子電池納入危險廢物的管理目錄。換句話說就是沒有對廢棄電池進行強制管理，你想扔就扔想丟就丟，沒有法律的約束，而在許多國家隨便丟棄電池是違法的。

　　記者：為什么不納入危險廢物呢?按照危險廢物的標準，只要排放氣體污染或爆炸、燃燒中一項就屬于危險廢物，如廢舊線路板比鋰離子電池安全多了，都被納入了危險廢物!

　　王武生：這也是我特別不理解的事!國家領導非常重視但沒有在相關管理部門里得到落實。

　　記者：那你覺得國家應如何對廢舊鋰離子電池的危險問題進行規范呢?

　　王武生：第一，應該從法律上進行規范，如將其納入危險廢物目錄;第二，采取誰獲利誰負責。如哪個企業生產的電動汽車就歸哪個企業負責回收，如果不具備回收能力的企業就取消生產資格。第三，將其中的拆解部分歸口到消防管理部門，如從事電池更換的企業將其歸口到消防管理，以4S店為例，如不具備安全回收廢舊電池的能力和相關專用設備就取消其更換電池的資質，其更換行為視為違法。我衷心地希望相關管理部門能做到防患于未然，不要等到事故發生后再進行所謂的“亡羊補牢”，因為失去的生命是補不回來的!

　　最后，王武生說，我國的新能源汽車飛速發展，很多人看到了發展的美好前景，卻忽略了背后隱藏的巨大隱患，希望這項發明，可以真正投入使用。只有我們將背后的隱患解決掉，才能推進我國的新能源汽車行業健康發展。

▲上圖為發明家王武生教授正在觀察廢舊電池電極材料與集流體分離狀態

　　根據《節能與新能源汽車產業發展規劃2012-2020》預計，2020年中國新能源汽車將達到500萬輛，而動力電池將會出現一個報廢的高峰，將產生120萬-170萬噸的報廢量。然而截止目前，我國對于動力電池的處理仍然沒有一個完善合理的機制和政策，甚至整個行業在處理和報廢環節的預算也是杯水車薪。

　　在這種現狀下，王武生教授和他的團隊研究出來的動力電池資源化環保回收技術勢必起著里程碑的作用，我們希望在國家和社會各界的共同努力下，王教授的動力電池資源化環保回收技術能真正走向工業規模化，我們相信在不久的將來王教授和他的技術能真正從源頭上解決動力電池的回收問題!為我國的新能源汽車事業助力。

　　技術背景：

　　2016年6月16日，中德兩國領導人就中德合作開發動力電池回收技術簽署《關于開展動力電池回收利用領域合作的諒解備忘錄》，并成立中德聯合開發動力電池技術合作小組之后，發明家王武生動力電池零污染工業化回收新技術獲得成功并申請國家發明專利。

　　連線人物：

　　王武生，華東理工大學機械與動力工程學院教授;2005年《汽車制造與修理》教授級高級工程師;國家汽車標準委員會車身分標委員會委員;上海奇謀能源技術有限公司總經理;上海市第四屆創造發明獎;松江區第二屆拔尖人才;上海市領軍后備人才;上海市松江區市民最喜愛的“我們松江人”獲獎人。

　　王武生在長期的創造過程中取得了豐富的科技創新成果，共取得了幾百項發明，獲得了國家知識產權局頒發的四十多項發明專利證書和四項美國專利。其中，發明的《WFY-1汽車碰撞模擬臺車》，改變了利用線性變量疊加合成非線性曲線的傳統方式，采用直接利用金屬管的變形吸能的原理，實現了波形再現，真正實現了自主開發， 打破了德國、美國在此技術領域的壟斷，被中國汽車認證中心、國家汽車監督檢驗中心上海等采用，列為上海市高新技術成果轉化項目，獲上海市第四屆創造發明專利三等獎。《限荷預緊式安全帶》的發明，打破了美國專利技術壟斷，填補國內空白，它采用限力式安全帶大幅度提高了乘員的安全性，被中國奇瑞汽車公司、江淮汽車公司等采用，被列為上海專利二次開發項目。作為全國汽車標準化技術委員會會員，參與了多項國家標準的制定，如《汽車安全帶標準》、《汽車安全氣囊標準》并且主持起草《車輛前下部防護裝置》的國家標準，是上海市第一次自主負責起草和制定的汽車行業的國家標準。針對高原戰士缺氧及部分邊遠地區的小型醫院缺少醫用氧氣的狀況，開發了《家庭實用、車用小型電解制氧機》，獲得第十屆全國發明銀獎，據此發明制造的產品獲第十屆全國發明新技術產品金獎。《安全帶緊急鎖止試驗臺》試驗裝置原來一直依賴進口，每臺進口需19萬馬克，經過對比試驗，該產品完全達到國外同類產品的性能，操作更為簡單，填補了國內空白，價格僅需人民幣20萬元，已被中國汽車產品認證、解放軍總裝備部定遠試驗場、602直升機研究所采用。 除了在發明中取得了豐富的成果外還發表論文十多篇，其中在國家一級期刊共發表了具有創新理念和獨特見解的論文6篇。

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