

孫峙 受訪者供圖
7年前,打算回國的孫峙沒想太多,導師一句“過程工程所和你的方向契合,正好回這兒來”,就把他從8000公里外“拉”了回來,甚至連具體的工作內容、崗位都沒談。
7年后,孫峙是中國科學院過程工程研究所研究員、環境資源化技術課題組關鍵金屬循環利用方向負責人,他與團隊一起研制出退役鋰電循環利用的核心設備和產品,形成了成套技術新體系,在行業龍頭企業應用并建成示范工程。
回國:“把科研成果真正應用到產業中去”
目前,新能源汽車保有量達1310萬輛,市場滲透率達27.6%。隨之而來的是動力電池的更新換代。通常5至8年后,電池性能會加速衰減,而退役下來的鋰離子電池就成了“廢物”。孫峙所在團隊多年來就圍繞這些“廢物”展開研究,希望通過技術手段盡可能地將這些“廢物”“吃干榨凈”。
“鋰離子電池部件多、成分雜。既包含多種有價金屬,又有多種污染物,還可能殘余電能,具有資源-環境-安全三重屬性。”孫峙對《中國科學報》說,“比如為了安全等考慮,電池通常會制造得非常‘結實’,這必然給回收帶來困難。”
2016年,孫峙從荷蘭回國。“如果不回來,在學校里按部就班地做科研、晉升,一眼就能望到未來幾十年的生活。”孫峙說,“我想干點事情,把科研成果真正應用到產業中去。”
就這樣,他接下了退役鋰電循環利用的任務。
經過7年攻關,孫峙所在團隊從前期預處理、中期梯級提取、后期廢水循環處理等方面著手,打通了退役鋰電循環利用全流程,形成了成套的技術新體系,在寧德時代、邦普循環、浙江華友等行業龍頭企業應用并建成示范工程,又推廣到“一帶一路”沿線國家。
科研:“新技術研發是個漫長的過程”
“鋰電池中包含多種金屬及氧化物,但其反應活性、結合力存在差異。利用這種差異,我們可以將所需金屬元素提取出來,也就是梯級提取。”孫峙表示,在實驗室完成克級試驗后,他們逐漸將試驗擴展到百公斤級、千噸級。
然而,在千噸級中試試驗中,他們遇到了前所未有的挑戰。
“在實驗室中,我們大都用代表性廢料做測試,但到了處理車間,廢料來源不同,復雜度明顯更高。比如三元鋰電池的廢料,其鎳、鈷、錳、鋰、氟有機物的含量明顯不同。”孫峙說。
如何使整套設備和技術體系適應不同廢料?只能依靠科研人員和企業技術人員反復磨合試驗。
一次,在一家企業做中試試驗時,他們發現,物料反應過程中總伴隨有潛在安全隱患的氣體產生。“在實驗室中,由于規模較小,產生的氣體也少,對整個試驗并無影響。直到千噸級試驗,我們才關注到這個問題。”孫峙解釋。
為了消除氣體,他們做了一系列嘗試——調整參數、改變設備結構、增加添加劑……團隊忙活了好幾個月,最終通過誘發化學反應解決了這個問題。
讓人意想不到的還有管道堵塞問題,有時一個小閥門就可能堵塞物料,影響整個處理線的效率。
“新技術研發是個漫長的過程,從實驗室到產業化很復雜,常常需要我們推翻已有設計,重新尋找出路。”孫峙說,當看到研發的設備高效運轉、真正幫到企業時,非常有成就感。
帶隊:“再優秀,靠一個人也做不成事情”
在外學習、工作了9年后,孫峙回到祖國。對他而言,這是個全新的開始,工作方式、交往方式都要從頭學起。“最初經常犯錯,也會有一些壓力。我就主動跟大家溝通交流,學習別人的做法,慢慢讓自己適應集體。”孫峙說。
他提到最初寫項目申請書的過程。“寫完后,張懿院士和曹宏斌老師仔細幫忙修改,從實施思路到語言表述,給了我極大的幫助。”
受益于整個團隊團結、互助的氛圍以及曹宏斌等的大力支持,孫峙的科研工作逐漸步入正軌。
后來,成為關鍵金屬循環利用方向負責人的他,格外注重成員間的溝通合作,遇到困難或問題,他總是把大家召集到一起,共同探討解決方案。“我們這些做應用基礎研究的,即使再優秀,靠一個人也做不成事情,必須依靠團隊。”
退役鋰電的預處理方案,便是大家群策群力的結果。一年多的時間里,整個團隊不斷優化設計,最終研發出的形貌調控設備,在對鋰電池進行加熱升溫的同時,增加機械力的撞擊,使金屬材料形成球狀自動剝離出來。這樣既解決了預處理的黏結問題,又有助于下一流程的分選。后來,這一做法被多家企業采納。
為了幫助企業盡快解決難題,孫峙和同事常常要在企業和研究所之間來回跑。“企業催得急、事情一多,誰都會有些壓力。可既然答應人家了,就要好好做,積極面對。”孫峙說。
有一次,他需要緊急處理一個技術問題。“從吃完晚飯到第二天早上,12個小時沒動,一口氣解決了。”他說,像這樣的經歷還有很多。
“當沉浸在科研攻關中,時間不知不覺就過去了,我感受到的全是快樂。”孫峙對《中國科學報》說。
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