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爱体育网页:新能源电池的回收技术比亚迪和特斯拉截然不同的电池回收方法
来源:爱体育网页官方入口 作者:爱体育网页版 更新于:2022-10-07 03:06:55 阅读: 5

  随着电动汽车的普及,废旧锂离子电池也开始爆炸式增长。根据相关数据,2020年国内有大约50万吨的废旧锂离子电池,到 2030 年,全球废旧电池将达到200万吨/年。虽然电池可以回收利用,但大部分被填埋。欧盟的废旧电池回收率是5%,那么如何电池污染有多严重,如今有何回收方法,如何重新制作电池?下面我们来详细分析。

  三元锂废旧电池存在危险、有毒和腐蚀性材料,例如汞、锂和铅,而镍和镉还是已知的致癌物。如果不加以回收,电池最终会进入垃圾填埋场,随着电池腐蚀,其内部的化学物质会渗入土壤并污染地下水和地表水。生态系统包含数千种水生植物和动物,当电池污染达成一定的量级后,当我们从自来水水龙头接水时,可能会摄入危险金属。

  如果在填埋时处理不当,三元锂电池还会导致垃圾填埋场发生火灾,释放到空气中的有毒化学物质会对我们的呼吸产生负面影响,加剧全球变暖。暴露在空气中的电池在长时间的风吹日晒下会以汽化形式进入大气中,夹杂在雨水中污染湖泊和溪流。

  而磷酸铁锂电池的污染相对更少,除了内部电解液等,包括锂、铁和磷等基本没有污染,也不会在放置过程中产生铅、汞、镉,所以污染相对较小。

  回收回收和拆解废旧电池的问题不仅涉及到电动车报废,还与品牌的方案息息相关,如果制造商建设专用的电池回收站,以低价回收旧电池,就可以重新利用,而大部分品牌目前还没有建立相关回收部门。

  锂离子电池使用钴酸锂 (LCO) 、锂镍锰钴氧化物 (NMC)、锂镍钴铝氧化物、锂铁磷酸盐或其他材料制成阴极。而NMC镍锰钴阴极三种原料的成分比例因制造商而异。香港理工大学电池回收专家梁安表示,锂离子电池包含种类繁多且不断发展的材料,这使得电池回收更具有挑战性,回收时需要按成分对电池进行分类和分离,进一步提高了回收的成本,而如果汽车品牌建立回收部门,根据车型划分可以降低成本。

  目前主要使用三元锂的特斯拉已经在上海工厂和内华达州工厂建立了电池回收设备,2020年,特斯拉回收了1300吨的镍、400吨的铜、80吨的钴,回收利用率也达到了92%,1000度的电池,可以重新提炼出制作921度电池的原材料。电池供应商宁德时代也2015年收购了广东邦普循环,回收废旧电池,2021年推出了废旧电池回收闭环生态圈计划。

  磷酸铁锂电池与三元锂电池的区别在于不含重金属,回收的主要是锂、铁和磷,回收产品附加值低,并不适合回收利用,更适合梯次利用,比亚迪近期在台州成立了一家新公司,主要项目包括对废旧电池的梯次利用,也就是将汽车中的二手电池回收后用在其他储电领域,比如电力和通信领域。

  如今最常见的电池回收方法是大型火法冶金或冶炼设施回收,这些装置通常以1500摄氏度的高温运行,可以回收钴、镍和铜,但不能回收锂、铝或任何有机化合物,后者在高温下燃烧。但存在的问题是需要处理冶炼过程中释放的有毒氟化合物,需要大型工厂。

  另一种是湿法冶金加工或化学浸出,提取和分离阴极金属的工艺通常在 100摄氏度以下运行,除了其他过渡金属外,还可以回收锂和铜。但传统浸出方法的缺点是需要腐蚀性试剂,例如盐酸、硝酸和硫酸以及过氧化氢。

  目前最新的一种方法是由ReCell国际团队提出,团队使用超临界二氧化碳去除电解质,然后粉碎电池并基于密度差异物理分离组件,理论上经过简单的处理,几乎所有的组件都可以重复使用。由于该方法不使用酸或其他刺激性试剂,正极材料的形态和晶体结构保持完整,并且材料保留了电化学性能。

  而另一种回收方式由伯明翰大学的ReLiB项目团队提出,该团队开发了一种可以从锂离子电池中分类、拆卸和回收有价值材料的机器人程序,使用机器人设备拆卸电池可以避免工人遭受电气和化学伤害的风险,自动化还可以提高电池组件的分离度,但受制于单个机器人的成本问题,该方法还不能进行商业化试验。

  选车侦探观点:除了减少废旧电池对对环境的直接污染,降低电池原材料的成本,更多的回收意味着更少的原材料开采,例如,某些电池金属的开采需要加工金属硫化物矿石,加工过程会排放可导致酸雨的SOx,虽然磷酸铁锂比三元锂的污染更小,但电池回收仍然是未来汽车厂家和科研团队研究的重点项目。到2030年,专家预计全世界电动车保有量将达到1.4亿辆,你觉得电动车的废旧电池未来如何处理?欢迎讨论。

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