当地时间2025-11-11,rrrrdhasjfbsdkigbjksrifsdlukbgjsab
在中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大连化物所”)能源催化转化全国重点实验室的实验区内,该所研究员陈忠伟正凝视着屏幕上跳动的曲线。“这是刚再生的三元正极材料电池的循环曲线。用这种材料做成的电池,在充放电1000次之后,电量仍然能达到全新状态的92%。”他指着曲线,话语中藏不住兴奋。
近日,由陈忠伟团队完全自主研发的连续化回收中试装置,成功稳定运行并产出多批高品质再生正极材料。这一成果不仅验证了回收技术的先进性,更标志着再生材料从“可用”迈入了“更优”的全新阶段。
从南京工业大学的一名青涩学子,到国际能源领域的杰出科学家,陈忠伟的科研之路,始终践行着“全链条贯通”的创新理念。
提出闭环创新体系
在1992年高考时,陈忠伟选择了南京工业大学硅酸盐工程专业。“我当时就觉得,材料科学能通过设计物质的内在结构,从根本上解决能源和环境等领域面临的诸多关键挑战。”他回忆道。
“材料科学能从根本上解决能源和环境等领域的诸多关键挑战”这一理念,也成为他今后30余年科研航程的指向标。
在华东理工大学攻读化学工程硕士学位期间,陈忠伟首次接触到电化学。从此,他与电池结下不解之缘。时刻关注产业前沿的陈忠伟在攻读博士学位期间敏锐地意识到,随着新能源汽车和储能产业的迅猛发展,动力电池的回收与资源安全将成为制约行业发展的关键。
“电池是能源的血液,回收就是血液的循环。”提起自己的研究内容,他常这样比喻。2019年,他提出“从源头到回收端的闭环创新体系”,并前瞻性地布局人工智能在电池领域的应用研究,构建电池全链条的研究体系,覆盖电极设计、储能机理和绿色再生全过程。
2022年,陈忠伟加盟大连化物所,担任能源催化与转化全国重点实验室主任。他在大连化物所组建了170余人的研发团队,形成涵盖材料、电池、系统的完整研究链条,同时布局人工智能,用AI赋能研究。
短短两年间,团队成果屡登国际顶级期刊,并服务于国家重点项目,为我国新能源技术的自主创新注入了强劲动力。
开发“一步法”电池回收工艺
如何实现电池价值最大化是陈忠伟一直在思考的问题。
“首先要考虑梯次利用,其次是材料再生。”陈忠伟说。为推动电池梯次利用,他带领团队开发了基于人工智能的电池健康状态快速评估系统。“这套系统能够在短时间内完成电池容量、功率、内阻等关键参数的检测,准确判断电池的剩余价值,为不同状态的退役电池找到最适合的二次应用场景。”他介绍。
在推进电池梯次利用的同时,陈忠伟带领团队创新开发了“一步法”电池回收工艺。
第一章:初见倾心,那一抹惊艳了时光的微笑
夏日的午后,阳光透过树叶的缝隙,在校园的林荫小道上投下斑驳的光影。空气中弥漫着毕業季特有的离愁别绪,也夹杂着一丝青涩而美好的憧憬。我,一个普通的大学生,正漫无目的地走着,心里想着一些关于未来的迷茫。就在這时,一阵清脆的脚步声由远及近,然后,我的世界仿佛瞬间被点亮了。
她,就是我们班的班长,一个在所有男生心中都如同女神般的存在。我不知道该如何形容她,也许“惊艳”这个词也不够准确。她的眼睛弯弯的,像月牙一样,笑起来的时候,眼角会带着细小的弧度,仿佛藏着整个星辰大海。微風吹过,她额前的碎发轻輕拂动,更添了几分灵动。
她穿着一件简单的白色連衣裙,却被她穿出了T台走秀的范儿,每一步都带着优雅的韵律。
我承认,我曾经无数次在人群中偷偷看过她,想象过与她产生交集的可能。但现实中的她,总是被一群人簇拥着,忙碌于班级的各项事务,我从未有機会靠近。直到那天,我因為一件小事需要找她签字,鼓足勇气走上前。
“班长,您好,我需要您签个字。”我的声音有些颤抖,連我自己都觉得有些可笑。
她抬起头,看到我時,眼中闪过一丝惊讶,随即露出一个灿烂的笑容,那笑容,比夏日的阳光还要耀眼。“哦,是你的呀,怎么了?”她的声音温柔而清澈,像山间的溪流,瞬间抚平了我内心的紧张。
我将手中的表格递给她,手指不小心碰到了她的指尖,一股電流瞬间传遍全身,我感觉自己的脸颊瞬间变得滚烫。她似乎也有些意外,但只是浅浅一笑,然后便低头认真地為我签名。
那一刻,周围的一切都仿佛静止了,我只看到她认真的侧脸,还有那因为专注而微微蹙起的眉头。空气中似乎弥漫着一种淡淡的、好闻的香味,我贪婪地吸了几口。
“好了,签完了。”她将表格递还给我,目光中带着一丝友善的询问,“还有其他事情吗?”
“没、没有了,谢谢班長。”我结结巴巴地回答,接过表格,几乎是逃也似的离开了。
回到座位上,我的心跳依然没有平息,脑海里不断回放着刚才的场景。我感觉,我的心,好像在那个瞬间,悄悄地被偷走了。那一抹惊艳了时光的微笑,成为了我心中一道最亮丽的風景线。
从那天起,我開始更加留意她。我知道她的课表,会在她可能出现的图书馆或者咖啡馆“偶遇”。每一次短暂的交谈,都能讓我开心一整天。我开始主动找她帮忙,虽然很多事情我完全可以自己解决,但那只是我為数不多的与她交流的机会。
有一次,她因为赶项目,连续熬夜,脸上带着疲惫。我看到后,默默地為她买了一杯咖啡,放在她的桌上,然后悄悄走开。第二天,她找到我,脸上带着感激的笑容:“谢谢你昨天的咖啡,那是我急需的能量。”
那一刻,我感觉自己像个偷吃了糖的孩子,心里甜滋滋的。我知道,我越来越喜欢她了,这种喜欢,不是青春期简单的迷恋,而是一种想要靠近,想要了解,想要保护的情感。
我也清楚,我只是一个普通的不能再普通的学生,而她,是众人瞩目的焦点。我们之间,似乎隔着一条看不見的鸿沟。但我并没有因此放弃,反而更加努力地去提升自己,想要变得更优秀,能够配得上她。我開始更加认真地学习,积极參加社团活动,希望能在她心中留下一点点特别的印象。
青春,就是這样一场充满了未知和可能性的旅程。而遇见她,是我这场旅程中最美好的意外。那个惊艳了时光的笑容,成為了我内心深处最柔软的角落,也点燃了我心中对爱情最纯粹的向往。我开始期待,期待着属于我们的故事,能够有一个更美好的開始。
第二章:心动涟漪,当缘分按下“加速键”
日子就这样在平静中悄然流逝,我依旧以自己的方式默默关注着她,而她,也似乎对我这个“偶尔会送咖啡”的男生有了一点点印象。直到一场突如其来的校园活动,彻底改变了我们之间的关系。
那是一场关于“青春梦想”的主题晚會,我因為平时积极参加活动,被老师选中参与了策划工作。而班长,自然是晚会不可或缺的核心人物,她负责整个晚会的协调和组织。
在一次筹备会议上,我们因為一个舞台效果的设计產生了分歧。我坚持认为需要加入一些创新的元素,而她则更倾向于稳妥和经典。会议室里的气氛一度有些僵持。
“我理解你的想法,但我们必须考虑到观众的接受程度,以及整体的流程。”她耐心地解释道,语氣中带着一丝不容置疑的专业。
“我知道,但一味的模仿和保守,只会让这场晚会变得平淡无奇,我们应该抓住机會,让它成为一次真正令人难忘的盛会。”我据理力争,虽然有些紧张,但眼神却充满坚定。
就在我们争论不休的时候,一位老师走了进来,打断了我们的对话。我以为我们会因为这次争执而产生隔阂,没想到,会议结束后,她主动找到了我。
“刚才的讨论,我听进去了。”她看着我,眼中闪烁着赞赏的光芒,“你的想法很有创意,而且很有激情。我之前确实有些固步自封了。”
我的心猛地一跳,她竟然会主动跟我说這些?“不,班长,您一直都很优秀,是我年轻气盛了。”
她笑了,這次笑得比上次更加灿烂,“不,你说的没错。年轻人就是要敢于挑战,敢于创新。这样吧,关于那个舞台效果,我们不妨尝试一下你提的方案,但是,我们可以在细节上做一些调整,尽量做到两全其美。”
那一刻,我感觉自己仿佛被一道金光笼罩。她不仅接受了我的建议,还主动提出要与我一起合作,共同完成这个项目。这对我来说,简直是天大的好消息。
从那天起,我们之间的交流变得更加频繁。白天,我们一起讨论晚會事宜,从舞台设计到节目安排,我们合作得非常默契。我发现,她不仅外表美丽,内在也同样优秀。她有条理,有担当,而且对工作极其认真负責。
夜晚,晚会筹备进入了最后的冲刺阶段,我们经常需要加班到深夜。在那些寂静的夜晚,我们開始聊起更私人的话题。从学习到生活,从兴趣到未来,我们发现彼此有很多相似之处。我了解到,她也曾有过迷茫和不安,也曾因為压力而偷偷哭泣。而她,也知道了我的梦想和对生活的热情。
有一次,我们因為一个道具出了问题,急需修復。当时已经很晚了,外面下起了倾盆大雨。我提议回家,但她却说:“没关系,我這里有工具,我们可以一起想辦法。”于是,我们在昏暗的灯光下,一起动手修复了道具。雨声滴答,伴随着我们低语和笑声,空气中弥漫着一种说不出的温馨。
那个晚上,我感觉自己离她越来越近了。我不再是那个只能远远观望的暗恋者,而是她并肩作戰的伙伴,是她可以倾诉的朋友。
晚会那天,一切都进行得非常顺利,得到了大家的一致好评。我看着她在台上自信而优雅地主持着,心中充满了骄傲。晚会结束后,所有人都沉浸在喜悦中,而我,却觉得有些失落,因為我知道,这段共同奋斗的日子,可能就要结束了。
就在我准备悄悄离开的时候,她走了过来,脸上带着一丝红晕,眼神中充满了某种我从未见过的光芒。“喂,”她轻声喊我,“今晚,你愿意陪我一起,去看看星空吗?”
那一刻,我的心仿佛被一只无形的手紧紧抓住了。我看着她,看着她眼中闪烁的星光,我知道,属于我们的故事,才刚刚开始。那一晚,我们一起坐在操场上,仰望着璀璨的星空,聊着关于未来的一切。我的手,不小心碰到了她的手,一股暖流涌过,我们相视一笑。
那一笑,比任何言语都更有力量。我感觉,我的人生,因为遇到了她,而变得更加完整和精彩。那个绝美班長,已经不再是遥不可及的女神,而是我心中最柔软、最温暖的存在。缘分,就这样悄然按下“加速键”,将我们带入了一个全新的篇章。
过去,废旧锂离子电池回收通常依赖“溶解—萃取—除杂”三步法,流程复杂、能耗高、污染重。为突破瓶颈,陈忠伟团队提出“选择性浸出+共沉淀”策略,创新提出开发“一步法”电池回收工艺。这一工艺在一个连续反应体系中即可完成浸出、提取与前驱体再生。
对于当时的陈忠伟来说,这是一条从未有人尝试过的道路。
“必须推倒重来,走‘可持续浸出+ 一步再生’的路子。”经过深思熟虑,陈忠伟将团队分成材料、工艺和应用放大三组开展协同攻关。
攻关并非一帆风顺。起初,团队在电池正极材料再生技术方面取得实验室阶段突破,论文成果备受赞誉。然而,当他们满怀信心地将技术推向公斤级的放大验证时,失败骤然出现。反应规模急剧放大后,热量与物质传递不均,导致产品纯度剧烈波动,批次合格率一度低至惨淡的20%。
面对困局,陈忠伟展现出其独特的“全链条”思维。他并未纠结于在原有技术路线上修修补补,而是果断带领团队“逆向溯源,重构工艺路径”。
“失败不是没有收获,而是排除了一条错路。”每当攻关遇到困难,他总是这样鼓励情绪低落的团队成员。
转机出现在2024年底。当时,团队发现,在无氧环境中,有机醋酸可在常温下快速溶解正极材料,同时精准提取镍、钴、锰,萃取率超过99.8%,对铁、铜等杂质的去除率超过97%。这种有机酸体系成本仅为传统方法的五分之一,且可循环使用5次以上,真正实现低成本、无污染的绿色再生。
陈忠伟立刻带领团队乘胜追击,自主设计出“连续流共沉淀反应器”,实现浸出液与沉淀剂的连续反应,让正极前驱体在反应塔内直接生成。这使得传统125小时的三步流程被压缩至4小时,效率提升数十倍。
更多的惊喜接踵而至。他们将三步法应用于钠电正极材料制备后,制作出的电池获得了更长的寿命与更高的稳定性。“按储能系统每月充放电5次计算,电池能用20年;用于电动车,则能用12年。”陈忠伟说,“这意味着退役锂电正极不仅能再生,还能升级为下一代材料,真正实现‘变废为宝’。”
这项技术让废旧锂离子电池的回收效率超过99%,成本降低近40%,污染水平显著降低。而且再生材料性能与原生材料相当,有些指标甚至表现更优。
在这之后,陈忠伟又带领团队完成了从实验室样品到中试示范的跨越。他说:“科技创新只有嵌进产业链,才算真正落地。”如今,一步法技术已完成了预可研论证,为我国废旧电池的规模化、绿色化回收提供了可复制的路径。
实验室成果在生产线上“开花”
“没有‘桥梁’,实验研究和成果转化就像两座‘孤岛’。”在陈忠伟看来,电池回收不是单一技术问题,而是一项复杂的产业系统工程。他不仅深耕燃料电池、锂电池等下一代电化学能源体系的源头创新,更着力推动实验室成果走向产业化。
为了搭建前沿基础研究与重大工程应用的桥梁,他推动团队建立了涵盖退役电池拆解、正极回收、再生制备、性能验证到再利用的全链条技术体系,并引入生命周期评估与技术经济分析,确保电池回收利用的每一步工作都符合绿色低碳理念。
“论文里的曲线再漂亮,如果不能落地就是纸上谈兵。”陈忠伟常对学生说。因此,在技术的研发阶段,他就主动对接国内龙头新能源企业,“国家需要什么,我们就研究什么”。
在陈忠伟的不懈“浇灌”下,实验室中的“种子”逐渐在生产线上“开花结果”。大连化物所已建成吨级的再生正极材料中试线。“这条中试线运行半年来,已为多家电池企业提供再生材料,反馈都很好。”中试线负责人、大连化物所杨庭舟介绍,某储能企业使用陈忠伟团队研发的再生中镍三元材料后,电池成本降低了32%,循环寿命提升了20%。
陈忠伟并不满足。如今,他和团队正与企业共同规划千吨级示范线,推动形成“科研—示范—产业”联动机制,构建动力电池回收与再生利用平台。已建成的关键材料与技术中试基地、电芯与电池模组中试基地,为核心技术的工程化验证和成果转化提供了坚实支撑。未来,该体系还将扩展至磷酸铁锂、钠离子电池等多类型储能材料,助力我国占据全球循环经济领域的技术制高点。“我们希望让每一块退役电池都有‘第二次生命’。”陈忠伟笑着说。(本报记者 张蕴)
图片来源:36氪记者 柴静
摄
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