在回收锂电池组件之前，如何解决它的危害？

2022-07-06 16:47:31  信息编号：K222378  浏览次数：313

几乎每辆电动汽车都使用锂离子电池，在需要更换之前，其使用寿命约为 10 年。电动汽车电池具有高度可回收性，大约 90% 的电池可作为商业回收。电线和塑料可以剥离和回收，电池电解液中含有的贵金属开采起来很危险，因为它们易燃、易爆且剧毒。在回收电池组件之前，必须处理这些危害。

回收解决方案：第二生命应用

一些汽车制造商，如沃尔沃，已致力于开发电池的二次使用应用，作为创建闭环系统的一部分，以确保汽车中的所有材料都被回收利用。

沃尔沃与 BatteryLoop 合作，正在开发用于电动汽车的电池，该电池可用于太阳能存储系统，为汽车和自行车的充电点供电。

沃尔沃还在试行如何将插电式混合动力车用作瑞典水电运营的储能装置。目的是发现电池在这些情况下的持续时间，并计算出可持续性和经济利益。

沃尔沃透露，每个电池产生大约 6 到 8 吨 CO 2，这需要大量原材料，但它正在尝试确定延长电池寿命是否值得，或者是否最好立即回收。

日产使用其 Leaf 汽车模型中的二次电池进行储能，并使用名为 xStorage 的现成家用或商业单元作为特斯拉 Powerwall 的竞争对手。

本田正计划与 Societe Nouvelle d'Affinage des metaux (SNAM) 合作，收集和回收电池以供二次使用或提取贵重元素。

宝马宣布与 Off Grid Energy 合作，为报废的宝马和 MINI 电动和混合动力车型提供可持续的第二生命解决方案。电池模块将创建移动电源单元，由 MINI 的锂离子单元驱动的原型已经在使用。它的容量为 40 kWh，可快速充电 7.2 kW。

宝马和 Off Grid 表示，随着电动汽车年龄的增长，越来越多的模块可供使用，该系统的容量将高达 180 kWh，多次充电可高达 50 kW。与汽车中使用的原始电池相比，这将使 CO 2减少量增加一倍。

雷诺于 2020 年启动了其 SmartHub 项目，这是一个由 1,000 个二次使用的电动汽车电池组成的能源系统，为社会住房、交通、住宅和当地企业提供能源。

雷诺声称其系统可以存储足够一天为 1,700 个家庭供电的能量。

捷豹路虎开发了一种便携式电动汽车充电器，使用来自 I-Pace 原型的电池组，称为离网电池储能系统 (ESS)，容量为 125 kWh，集成太阳能电池板。它专为无法使用市电时的商业租赁而设计。

回收解决方案：贵金属再利用

用于电动汽车的锂离子电池需要大量钴，其中大部分是在刚果民主共和国开采的，这引发了有关儿童采矿和侵犯人权的问题，以及对污染和其他采矿危害的生态问题。

法拉第研究所研究员 Gavin Harper 博士声称：回收电动汽车电池用于全新的汽车电池，而不是在电力存储等要求不高的应用中以旧状态使用它们，可能更具经济意义。

梅赛德斯在仅仅一年后搁置了自己的家庭储能系统后同意这一原则，而日产仍致力于将电动汽车电池技术转移到家庭能源使用中。

回收金属非常有价值，需要结合火法和湿法冶金工艺来回收材料。

优美科在比利时的回收工厂每年回收约 35,000 块电动汽车电池，并计划扩大生产规模，因为随着时间的推移，越来越多的电池需要回收。

芬兰公司 Fortum 宣布从可充电电池中回收锂的发展，使用低二氧化碳湿法冶金回收工艺回收镍、钴和锰，回收率超过 80%。

2022 年 1 月，威立雅在英国西米德兰兹郡开设了第一家电池回收厂。它的目标是到 2024 年处理英国 20% 的报废电动汽车电池，将其描述为“城市采矿”，与开采新原材料相比，用水量减少，温室气体排放量减少 50%。

特斯拉还计划回收其电池，以便不再需要金属开采。

替代电池技术：钠离子电池

钠离子电池的工作方式与锂离子电池相同，并且可以以相同的方式回收利用。

钠离子电池的优势在于钠的成本更低且更丰富，但仍需要制造它们以达到与锂离子电池相同的性能，因为技术还不成熟。

替代电池技术：固态电池

固态电池是许多大型汽车制造商正在研究的东西，因为它们不易燃，并且可能比锂离子电池更有效，尽管它们确实存在不同的回收挑战。

固态电池可以比锂离子电池储存更多的能量，而且充电更安全、更快。

在锂离子电池中，电解质采用粘稠液体的形式，而在固态电池中，电解质由固体薄层组成，使其更加稳定且不易燃。

电动汽车不使用固态电池，因为它们更难以将生产规模扩大到广泛使用所需的必要数量。

固态电解质需要是良好的导体，但又薄又薄，容易开裂，而且制造成本要高出大约八倍。

日产在其位于日本横滨的试点工厂推出了“Ambition 2030”，这是其到 2028 年推出固态电池汽车的电气化许诺。

日产还致力于降低固态电池的成本，以消除电动汽车和内燃机汽车之间的价格差距。

替代电池技术：纳米硅技术

总部位于美国的 oneD Battery Sciences 开发了一种名为 SINANODE 的纳米硅技术，旨在简化纳米硅技术的使用过程，并使其更具成本效益。

SINANODE 工艺通过融合大量微小的硅纳米线来为商业石墨增压，在每个石墨颗粒上产生数千条硅纳米线。

硅可以将存储的能量增加三倍，将充电时间减少一半，并降低成本。它还减轻了电池重量并降低了每千瓦时产生的 CO 2，通过降低电动汽车中使用的材料和电池的成本使其更具成本效益。

无论哪种电池随着时间的推移成为市场领导者，汽车制造商普遍同意的一件事是，通过重新使用已经开采的任何金属，将尽可能多的金属留在地下具有经济和生态意义。最有效和可持续的方式。