鉅大LARGE | 點擊量:363次 | 2023年07月24日
歐美從電池中回收的鋰不到 5%,該如何提高電池回收率?
我們現(xiàn)在知道如何制造高效、長距離的鋰離子電池,但是我們在哪里回收這些電池的貴金屬呢?民意調查顯示,隨著電動汽車(EV)的采用迅速增加,這是消費者關注的主要問題。
根據IDTechEx的數據,到2020年,每年有14GWh的電池(約102,000噸)被淘汰,預計到2040年這一數字將增長到每年780萬噸。屆時,電池回收將成為一個價值310億美元的產業(yè)。目前,大多數回收的電池來自消費電子產品,但預計很快就會改變。
正如《國家地理》報道的那樣,今天的電池回收技術“相當粗糙”。在所謂的火法冶金中,電池模塊被燃燒,留下含有銅、鎳和鈷的漿料。然后提取單獨的金屬。在濕法冶金中,溶劑用于回收有價值的金屬。這兩個過程都是骯臟且耗能的。鋰具有明顯的可重復使用性,但其價值通常不足以讓回收商回收。
據《化學與工程新聞》報道,目前在美國和歐盟回收的鋰離子電池中的鋰不到5%。阿貢國家實驗室的LindaL.Gaines引用了技術限制、物流、經濟障礙和監(jiān)管差距。該雜志稱:“電池研究人員和制造商傳統(tǒng)上并不關注提高可回收性。相反,他們致力于降低成本并增加電池壽命和充電容量。而且由于研究人員在提高可回收性方面僅取得了適度的進展,因此最終被回收的鋰離子電池相對較少。”
汽車制造商已經注意到了。BentleyMotors正在走向全電動,其董事長兼首席執(zhí)行官AdrianHallmark說:“如果你談論未來和電池回收,這是我最關心的問題之一。”日本科學家AkiraYoshino因其在鋰離子電池方面的工作而獲得諾貝爾獎,現(xiàn)在他表示該行業(yè)必須弄清楚如何有利可圖地回收它們。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
波士頓地區(qū)的一家由梅根·奧康納博士領導的公司NthCycle表示,目前的雞與蛋僵局可以改變。該公司成立于2017年,使用的是她的聯(lián)合創(chuàng)始人兼研發(fā)副總裁ChadVectis在哈佛工程學院期間開發(fā)的技術。
奧康納告訴Charged雜志,NthCycle產品組合正在使用電提取工藝回收有價值的金屬,該工藝結合了水過濾和電力?!澳憧梢钥紤]將電流推過一個非常大的過濾器,電流可以幫助我們有選擇地捕獲金屬,”她說?!斑@就是我們的技術與水力和火力的不同之處,并幫助我們實現(xiàn)這些非常低的運營成本。我們唯一的投入是非常低水平的電力,它可以來自100%的可再生能源,而其他兩者的化學和能源使用量很高?!?/p>
O'Connor表示其技術包含“三個C”——干凈、一致和可定制。她說,與水力發(fā)電和熱力發(fā)電相比,該過程可以減少75%以上的溫室氣體排放。她還表示,電萃取顯著降低了運輸成本,因為傳統(tǒng)回收商必須將其沉重的“黑色物質”基材轉移到加工現(xiàn)場,而只有20%的重量可以回收。NthCycle技術可以安裝在生產黑色物質的地點。
實驗室中的NthCycle團隊。
第N個周期
NthCycle將于2022年初部署其前兩個單元。該應用程序不僅僅是從電動汽車電池中回收貴金屬。它還可以用于從采礦作業(yè)中回收鈷、鎳和其他金屬。
今年4月,NthCycle表示已從風險投資公司CleanEnergyVentures領導的投資者那里獲得了320萬美元的種子資金。該公司的董事總經理丹尼爾戈德曼表示,NthCycle“通過清潔加工和關鍵礦物的再利用,在未來30年內減少超過25億噸二氧化碳當量的排放,最終會對氣候變化產生重大影響?!?/p>
其他舉措也可以提高電池回收率。2019年,1500萬美元被分配給了由阿貢國家實驗室的Spangenberger的JeffreyS領導的鋰離子回收業(yè)務ReCell中心。Re-Cell中心匯集了來自六個國家實驗室和大學以及行業(yè)合作伙伴的50名研究人員。能源部當時還設立了550萬美元的電池回收獎,以鼓勵創(chuàng)新。