随着全球新能源产业爆发式增长，我国动力电池装机量占比已超全球50%，但伴随而来的资源短缺、回收污染等问题日益严峻，动力电池领域正面临环保压力下的多重挑战。近日，中国中化杭州水处理技术研究开发中心有限公司（以下简称“杭州水处理”）吴总工程师接受了本刊记者的采访。
吴总工介绍道，凭借自主创新的膜法水处理技术体系，在新能源电池回收废水处理领域实现关键突破，相关技术已成功应用于湖北某资源化、青海盐湖等标杆项目，助力企业实现降本30%、资源回收率超90%，为打造新能源电池回收闭环提供“杭水方案”。
三重枷锁：资源、成本、技术下的负重前行
资源对外依存度高，供应链安全承压。我国锂、钴、镍等关键矿产资源对外依存度极高，其中钴资源储量在全球占比仅1%，镍资源86%以上依赖进口。2024年，国内盐湖端碳酸锂产量仅12.35万吨，在国内碳酸锂总产量中占比仅19%。以锂资源为例，全球高成本锂矿停产叠加地缘政治波动，使得我国锂资源供应安全风险显著增加。根据中国化学与物理电源行业协会数据显示，2024年我国锂电池总产量1170GWh，同比增长24%，但高镁锂比盐湖提锂技术瓶颈与退役电池回收率不足的问题，使得资源安全形势严峻。
回收体系碎片化，经济性与环保性矛盾突出。根据《中国新能源电池回收利用产业发展报告（2024）》显示，2024年动力电池实际回收量仅65.4万吨，而根据预测2025年我国动力电池退役量将达到82万吨；自2028年起，退役量将超过400万吨；废旧电池回收利用行业产值将超过2800亿元。当前，退役电池回收面临“酸耗高、废水多、成本高”的困境，传统废酸处理依赖强酸中和，现有工艺镍、锂回收率不足85%，酸资源浪费率达40%，不仅造成资源浪费，带来环保风险，还导致吨水处理成本居高不下，企业利润空间被严重压缩。
技术瓶颈制约产业升级。在技术层面上，当前锂离子提取难度较大，目前还没有具备替代性的商业化电池材料。而盐湖提锂受限于“一池一策”的定制化需求，传统沉淀法在高镁锂比卤水中效率低下，设备投资与运行成本难以控制。另外，社会各界对于电池回收的重要性认知不足，缺乏参与电池回收的积极性和主动性，这也在一定程度上制约了电池回收产业的发展。
技术破局：膜法创新打通资源循环路径
在谈到新能源动力电池领域所面临的诸多痛点与难点，吴总工指出，杭州水处理充分发挥60年积淀的技术优势，运用2024年获得国家科学技术进步奖一等奖的“新型膜法水处理关键技术及应用”项目经验，进行创新研发，自研低温界面聚合镁锂分离膜、低碳耐酸膜、高性能酸浓缩膜及多膜集成工艺，创新开发水资源、酸资源、金属元素全循环的电池废水资源化工艺和高效盐湖提锂等技术，为行业发展提供了有效的解决方案。
从“污水处置”到“资源再生”
此外，吴总工也介绍了杭州水处理研发的先进多膜集成处理工艺，在不改变废水固有酸性特性、且全程不额外添加任何化学药剂的前提下，实现全酸性工况下的废水资源化。该工艺完全省去了传统工艺中必须的“加碱中和”预处理环节，从而杜绝了外部离子组分的引入，为后续的资源化回收创造了更有利的条件。同时也避免了膜元件在碱性环境下易发生的结垢、污堵和膜材料老化加速等不利运行状况。
纳滤膜为盐湖资源综合利用装上“中国芯”
针对我国80%锂资源以高镁锂比盐湖卤水存在的现状，杭州水处理自主研发的YHN295盐湖提锂纳滤膜，在青海某盐湖提锂项目中展现出颠覆性优势。该产品具备高镁锂选择性，通过膜材料创新在同等处理规模下减少50%分离级数，工艺流程缩短40%，设备占地减少35%，大幅降低工程投资与运营成本，推动了制膜工业向“低碳化、绿色化”转型升级
标杆实践：从技术验证到产业示范的跨越
湖北某资源化项目：酸性废水零排放的“杭水方案”
吴总工介绍了湖北某循环产业园项目，针对园区磷酸铁生产每吨产生50~70吨含镍酸性废水且处理难度大的痛点，杭州水处理采用多膜集成工艺，不仅大幅降低原材料消耗和危废产生，显著削减处理过程本身的能耗与碳排放，同时能将废水中镍、铁等金属离子高效回收较传统处置方式设备投资降30%、运维成本降70%以上。与传统工艺相比，该技术为企业大幅降低了投资和运行成本，且最大程度实现了资源循环利用。该项目在年处理225万吨酸性废水的同时，实现硫酸镍资源化产品生产，成为新能源行业酸性废水处理的示范工程。在一期项目运行良好的基础上，二期建设正有序推进中。
青海盐湖项目：膜法推动“中国锂”自主化进程
我国盐湖资源禀赋优越，历经数十年的发展，目前已经基本构建合理的产业布局和循环经济产业集群，盐湖产业正在迎来一个高速发展的黄金机遇期。随着青海省规划 2030 年建成世界级盐湖产业基地，当地某企业依托盐湖丰富的锂资源，在盐湖资源综合开发领域具有重要战略地位。
针对我国盐湖水质镁锂比（Mg2+/Li+）高的特点，杭州水处理与该公司开展核心技术攻关。在合作项目中，杭州水处理为其提供了自主研发的YHN295盐湖提锂纳滤膜及先进的电渗析系统。YHN295纳滤膜针对盐湖卤水特性设计，有效提升了锂提取率。电渗析系统则通过电场作用，实现卤水中离子的高效分离与浓缩，大幅优化了提锂工艺流程。
该技术和工艺的研发是基于“十四五”攻关项目《混合基质型水处理膜材料规模化制备技术》中的《多膜耦合工艺优化及工程示范》课题。采用该技术后，该公司成功在中试阶段直接制备出纯度达电池级标准的氢氧化锂溶液。数据显示，该技术在高镁锂比卤水中的锂回收率提升20%以上，这一突破意味着盐湖提锂产品附加值得到显著提升，为推动盐湖提锂产业向精细化、高端化方向发展提供了新的示范。
展望未来：政策与技术双轮驱动下的绿色未来
工信部数据显示，我国锂电产业“十四五”期间以超40%的全球份额稳居产业链核心，而“双碳”目标下，储能电池增速已达64%，未来增长空间巨大。
吴总工指出，在推动产业绿色创新发展方面，杭州水处理主张与上下游企业、院校携手，从膜产品的开发、关键装备的开发、可再生能源的融合、资源化和智慧化的应用等方面加强协同，持续推动膜法水处理节能降耗技术的开发，突破大型及超大型工程高端装备的产业化，推动关键材料、部件和装备等设计开发和高端产品量化制造，促进装备产业的绿色低碳发展。