论文分享 | 破解电池回收难题，虚拟孪生让循环经济闭环成真
在能源转型的大背景下，锂离子电池正以前所未有的速度走进我们的生活，也迅速走向报废。如何破解回收难题、打通“生产-使用-回收-再制造”的闭环路径，正成为电池产业转型升级的关键议题。
近日，达索系统BIOVIA总部材料仿真专家 Lalitha Subramanian 与多位同行合作，围绕电池回收与制造一体化数字化路径撰写的论文《Integration of lithium-ion battery recycling into manufacturing through digitalization: A perspective》正式发表在国际权威期刊《Journal of Power Sources》 ，为行业提供了可落地、可扩展的技术视角。
为什么电池回收如此难？
据预测，到2030年，全球报废锂离子电池总量将达到120万吨以上。而目前，全球电池回收率仅为5%左右，仍有大量电池被直接焚烧或填埋，造成巨大的资源浪费与安全隐患。
究其原因，不仅是工艺不成熟，更在于信息缺失：电池种类多样、成分复杂、安全风险高，而传统的回收流程难以实现自动识别、智能分类、精细处理。
此外，主流回收技术如火法、湿法冶金或直接回收在效率、成本与环境影响之间仍缺乏“从设计源头到回收末端”的全生命周期优化。
打开电池回收与制造一体化的钥匙
论文提出，以虚拟孪生体验 (Virtual Twin Experience) 为核心的数字化方法，可显著提升回收效率、降低能耗，并重构电池制造与回收之间的协同关系：
虚拟仿真拆解与材料再生：利用材料模拟技术 (如Materials Studio) 精准建模黑色物质分离、材料重构与再利用过程，提前验证可行性。
多尺度建模联通回收与制造：从电芯、模组到整包，通过耦合产品与工艺模型，实现生产-回收工艺链的全面优化。
机器学习提升回收智能化水平：应用AI对电池健康状态 (SoH) 进行估算，助力精准拆解、材料筛选与成本预测。
语义层与本体标准化：通过建立统一的数据架构与本体，如BattINFO，实现数据一致性与系统互操作，为工业协同打下基础。
这一系列工具与技术的组合，构建了一个“边生产边回收、边学习边优化”的闭环数字系统，不仅帮助电池企业提高资源利用率，也让循环经济真正走向规模化与标准化。
政策推动，产业协同，数字化正在落地
欧盟多项政策（如电池护照、ELV法规）正在强力推动回收体系的数字化转型。在过去五年间，欧洲共投入145个与电池回收相关的数字化项目，重点支持从回收工艺创新到数据标准建设、从试点线验证到机器人自动拆解等多领域协作。
论文中也指出，数字化不仅仅是一项工具，更是打破“数据孤岛”、连接多学科专家、促进回收商业模式升级的核心纽带。
来源：达索系统
