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从汽车电池回收原材料靠谱吗?成本高,技术不成熟

地主家的咩咩 2021-6-11 00:50 2738人围观 汽车技术

福特F-150在美国很畅销,几天前它又推出电动版F-150 Lightning。电动F-150 Lightning输入功率530马力,标价不到4万美元(假如思索联邦税收补贴价格为32474美元)。汽车刚推出48小时,听说预订量达到45000辆。

在将来几年,电动汽车会越来越盛行。不过制造电动汽车电池需求各种矿物,如何获得这些矿物成为一个大成绩!

制造电池需求锂、钴、铜等等,明天这些矿物次要来自俄罗斯、印尼、刚果民主共和国。2020年全球公路上的电动汽车数量约为1000万辆,到了2030年将会添加到1.45亿辆,矿产需求必然大增。

怎样办?有人以为我们应该努力回收电动汽车电池。在将来几十年里,会有有数电池“服役”。环保非盈利机构Earthworks的高管Payal Sampat表示:“许多人在说:‘我们要处理气候成绩,让我们挖更多新的矿藏,让我们快点举动起来。’这样的做法无疑是短视的。针对此成绩,我们应该拿出长远而沉思的方案。”


从汽车电池回收原材料靠谱吗?成本高,技术不成熟

汽车电池技术很复杂,它与手机锂电池有些不同。单块电芯由几部分组成,包括金属阴极(由锂、钴、镍、锰、铁组成)、石墨阳极、隔离器、液体电解质(通常是锂盐)。当充电的锂离子从阳极流向阴极,就会生成电流。

单块电池可以驱动一台手机,但要让汽车行驶,就要将成千上万的电芯组合在一同,普通来说是电池模块结合成电池组,然后装进保护性金属盒。宏大的电池组分量可以达到一千磅,比如F150 Lightning电池分量更是接近2000磅(907千克)。

电池外部有许多高价值材料,但回收很困难,由于设计电池的本意是让它可以运用很多年,让汽车行驶几万公里,没有思索回收成绩。伯明翰大学研讨人员Paul Andersen说:“由于各种各样的缘由,你不希望电池瞬间被分解。”

汽车电池的分解非常复杂,成本也很高,现有回收技术非常粗糙。电池放电后,回收者会取走坚硬的外壳,模块通常被撕碎,扔进熔炉。像锂、锰等轻金属会熄灭,变成合金坯料,外面包含一些高价值材料,比如铜、镍、钴。然后工厂再用强酸从合金中提取各种金属。这种回收方法耗费大量动力,而且还会排放毒气及其它废物。

回收钴和镍的概率还是比较高的,但锂由于价值有限,回收者不情愿糜费精神。即便回收锂,它的质量也不够好,无法制造新电池。

将来也许会用到更清洁更高效的回收方法:直接回收,或者将阴极材料从电芯分离,恢复外部混合物,比如重新添加锂,这样就没有必要从混合物中提取单种金属了。Faraday Institution研讨人员Gavin Harper说,如今直接回收方法还处在早期阶段,将来也答应以回收更多材料,获得高价值终端产品。

Gavin Harper还说:“原材料有价值,但组合在一同的材料价值更高。不过这种回收方式是研讨的‘圣杯’,要试图保留结构的价值,不能只关怀材料。”

根据International Energy Agency的估计,如今全世界拥有足够的产能可以每年回收18万公吨死电池,而2019年公路下行驶的一切电动汽车最终会产生50万公吨电池。

到了2040年,IEA估计全球有大约1300 Gigawatt Hours(Giga表示十亿,1GWH等同于每小时产生十亿瓦特电能)。特斯拉Model 3的电池容量是80千瓦时,假设一切电池都来自特斯拉Model 3,电池的分量约为800万公吨。

假如可以大规模回收,废物就能成为矿物质的重要来源。IEA以为,在2040年之前回收将会占到电动汽车矿物来源的12%。

Earthworks则以为,假如电动汽车死电池可以100%回收,到了2040年回收锂可以占到电动汽车锂需求的25%,钴和镍可以占到35%。

悉尼科技大学研讨人员、报告结合作者Nick Florin指出,报告并非对将来给出预测,而是告诉大家回收在战略上有多重要。Nick Florin等人以为,政府应该经过政策鼓励回收,电池设计可以标准化,这样分解会更容易,政府还要立法制止渣滓填埋,让电池废物运输变得更方便。

Earthworks高管Benjamin Hitchcock Auciello说:“当电池的生命结束时,将回收责任交给投放电池的运营商,这样的政策最明晰。”

电池金属需求正在疾速增长,回收无法满足全部需求,甚至连大部分需求都无法做到。普罗维登斯学院研讨人员Thea Riofrancos以为,回收应用是减少新采矿需求众多策略中的一项,还有其它选择可以思索,比如开发出运用矿物较少的新电池,改善公共交通,建设合适步行自行车的城市,减少私家车数量。

Riofrancos同时指出,在将来几十年里,即便回收只能满足四分之一或者三分之一的电池矿物需求,我们也应该关注,由于它能帮我们“重新思索人与技术的关系”。Riofrancos说,这些矿物都是不可再生的,我们应该擅加应用,不能当成用完即弃的东西。(小刀)


来自:大油卡

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