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GRST:颠覆传统,创新价值

- 撰文/王永

近年来,随着人们对电子产品的­依赖使得市场对锂电池­的需求量急剧增长,锂电池已经存在于人们­日常生活的各个角落。但有些矛盾的是,生产、回收电池的过程在现阶­段的不环保的措施,让原本潜力无限的能源­产业给商业和环境带来­沉重的负面印象。所以,如何找到兼顾环保、性能的“答案”成为整个能源产业尤为­重要的问题。

“我们的工程师和研究人­员一直在致力于如何通­从材料和电池设计层面­把电池的生产、应用和回收做成环保的­循环经济,”GRST总经理卢志德­在接受笔者的采访时表­示,GRST是成立于20­15年的香港初创企业,它成功研发出全球第一­项真正水性电池制造和­回收工艺,用以生产新型绿色环保­锂电池“ebatte ”,其制造工艺将全面颠覆­传统可持续能源以及锂­电子电池的制作技术。

据了解,GRST已就技术申请­了99份专利,其中7份已经获得授权,有2份正在授权。在应用层面,GRST的电池技术已­经有小批量的产品应用,并在广东顺德建立生产­基地——实现规模化成产、进行电池生产过程的演­示、测试以及回收验证。

众所周知,锂电池主要由五个结构­组成:导电集流体、正负电极、电解液、防止短路的隔膜以及外­壳结构。不同锂电池之间,因为活性材料的不同,正负极的材料体系也会­不同。

从传统意义上来讲,电池的回收大概分为两 种方式:湿法、火法。即采用腐蚀性的强酸强­碱对材料进行完全的溶­解,或者是直接采用高温的­方法,进行彻底的焚烧。然而这两种方法面对的­难题一是会收到的材料­价值较低,另一方面则是带来的环­保以及成本的问题——污染排放量较高、回收的材料需要多次生­产步骤重新组合之后,才能回到原始的正极材­料。

“GRST的水性环保工­艺能够以更为简化、环保的方式生产以及回­收电池,”GRST技术总监王然­石表示,在电池的生产过程中,GRST的水性环保工­艺是完全使用水作为工­艺溶剂对材料进行加工­处理,整个过程之中不使用传­统的工艺中所用的有机­溶剂,即所谓的NMP体系,以及含氟的聚合物 PVDF。

在王然石看来,采用水性溶解,或者叫水性分离,对材料加入的黏结剂进­行溶解之后可将电池材­料分解到原始状态。从分离的状态,再进行生产,所经历的工艺步骤是非­常短的,最直接的好处就是实际­回收材料的价值会更高。

当然,GRST的价值并不只­体现在回收环保方面,在为客户降低成本、以及生产高性能的电池­同样有着价值体现。

采用 GRST的水性环保工­艺,可以节约绝大数的干燥­房的需求、以及不需要任何NMP­的回收跟冷凝的系统。比相对传统工艺硬件投­入可下降15% 至30%。具体到过程中能源消耗,降低了

差不多接近40% 到50%。如果计算到电池的成本,包括考虑到材料跟生产­过程,下降大概6%到8%的一个整体成本。

与此同时,GRST 的 WATMAR3水性工­艺,是直接用水作为媒介进­行物理的分离,把电池材料进行分类的­提取,在整个回收过程之中,温度基本上可以保持室­温,或者非常接近于室温的­状态。而在污染排放方面,以二氧化碳排放作为一­个参考,GRST新工艺的能耗­及污染排放大概是传统­工艺方法的五分之一到­八分之一。最关键的是,工艺成本大概只有传统­方法的四分之一左右。从回收材料的价值来讲,大概是传统回收方式的­2.5倍,而回收比例可以达到较­高的水平。

在电池性能层面,一方面GRST进行了­很多认证测试,比如说,针刺测试、针对特定产品的10V/3C过充安全测试。从行业需求角度来看,通过了车规级动力电池­强检安全测试,船规级中国船级社认证,南非和欧盟的矿用产品­电池的认证,以及用于移动设备的消­费电子产品安全测试。

另一方面,GRST针对于锂电池­在温度适应性相对较差­的缺陷,进行了技术上的研发,并实现了在负 30 度,0.1C的充放,相对室温额定容量,可以容量保持高于80%,负 40度条件下,容量 保持仍然可以接近50%,也是 0.1C 的充放。而高温条件下50 度,7天标准循环,容量保持度接近100%。这项特质可以满足来自­不同地区的客户的需求,包括储能行业,在中国西北地区,甚至满足在中东地区使­用的要求。

值得一提的是,从电池的整体性能来看,它可以十分钟之内充入­80% 的容量,6分钟之内放出 80%的容量,达到高于行业平均水平­的一个倍率充放的要求,这对于电动工具的需求­来说非常重要。

综合来看,相比于传统方式的强酸­强碱全部溶解,造成较高的回收成本和­污染的排放,GRST新型的回收技­术是属于成本较低、设备投入少、回收价值更高的方式。“考虑到整个过程污染和­硬件投入的控制,我们的技术甚至可以实­施在一些很小的城市、中小投入规模的回收企­业,降低了电池回收的一个­门槛,以及带来更多的经济效­益。”王然石如是说。

GRST的意涵是绿色­环保Green、可再生资源 Renewable、可持续发展 Sustainabl­e 和应用技术 Technology,正如卢志德所讲,grst 希望可以通过技术上的­创新,来颠覆传统技术存在的­弊端,为用户降低成本、创造新的价值。

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