Hydrovolt在位于挪威的工厂将回收报废汽车电池。该工厂每年具备加工1.2万吨电池组的能力,相当于约2.5万枚电动汽车电池
IDTechEx的高级技术分析师Alexander Holland专门致力于储能技术研究,并一直密切关注事态发展。他认为,随着更广泛的电动汽车市场加速发展,更多的注意力将转向电池回收。
建立有效的电池回收行业非常重要
汽车行业和锂离子电池供应链都在密切关注回收,这是更广泛的可持续ESG推动的一部分。在欧洲,购买电动汽车仍是出于环保考虑,但企业正在从刚果获得钴,而锂开采可能会产生有害后果。能够说你有一些回收的内容是关键。最重要的是,欧洲可能会看到有关再生材料使用的官方要求。以及供应本地化的趋势,并试图消除原材料价格波动和供应短缺带来的风险。
目前回收电动汽车电池的难度
从技术上讲,利用当前的工艺和技术回收锂离子电池并回收合理数量的材料是完全可行的。尽管围绕石墨和锂仍有许多工作要做,但不需要在创新方面大幅提升。最终都可以做到,问题更多在于经济可行性。我们的观点是,对于美国和欧洲经常使用的NMC(镍锰钴)和NCA(锂镍钴氧化铝)电池来说,这是完全可行的,但对于越来越受欢迎的更便宜、价值更低的LFP(磷酸铁锂)电池来说,这可能没有经济意义。
电池中的哪些关键元素可以回收?
关键电池材料是镍、钴和铜。单独回收这三个可能是值得的。在电池组中,您可能希望回收额外的铜、铝和钢,这也可以通过拆卸电池或压碎的手工劳动过程来实现。
回收是否对恢复带来技术挑战?
在细胞内,石墨是困难的地方。我们可以分离出石墨,但由于电池的正常循环会产生杂质和剥落,因此很难将其恢复到电池级。这会在石墨外部产生一个固体电解质界面层,这非常需要但很难去除。
现在的公司是否可以回收石墨?
因为要回到电池级的材料是如此困难,这可能在任何地方都不会发生。几乎可以肯定的是,石墨还有其他用途,但如果继续往下走,那也不是很理想。
理想情况下,将有一种廉价而简单的方法以与开采原始材料相竞争的价格取回电池中的所有材料
关于其他回收挑战
从电池中回收锂回电池级在技术上是可行的,但由于步骤的数量和净化锂回电池级的数量,经济上的权衡并不好。在LFP中,磷酸铁锂阴极应该是可回收的,尽管在经济上这样做是否可行是一个稍微不同的问题,尽管今年锂的价格令人难以置信的高。
回收过程中的手工工作量
有几个步骤。机械回收的第一步是拆解。取出电池组并将其拆开是手动完成的。这带来了一些困难。您需要训练有素的技术人员,因为这是一项半熟练的工作。还涉及健康和安全风险,因此需要进行检查。这既费时又相对昂贵。
随着电池制造商将电池集成到电池组甚至车辆底盘中,可能会出现进一步的复杂情况。从模块化设计转向有效地将电池粘合到电池组中并使其成为结构设计的一部分。这可能会使手动拆卸更加困难,您可能想直接压碎整个电池。
自动化的前景如何?
有开发机器人技术和某种形式的人工智能来帮助拆卸电池的潜力。这样可以在精炼、切碎、分离和最终精炼材料方面转向更半自动化的流程,或者至少是批量流程。
InoBat从市场回收报废电池,并将新的升级电池重新投入市场。这种“摇篮到摇篮”的技术可以将千兆工厂的废料和旧电动汽车的废电池转化为优质电池,并且降低二氧化碳排放
重要的回收计划
欧盟有许多电池联盟,美国推出了《降低通货膨胀法案》,根据该法案,它投入了约3亿美元用于培养国内回收能力。不一定只是研发,因为他们也想瞄准事物的商业价值方面。
电动汽车电池回收方面走在前列的企业
在过去的一两年里,整个供应链的活动越来越多,无论是矿业公司、汽车原始设备制造商、电池公司还是“纯粹的”锂离子回收商进入市场、扩大产能或投资于锂离子回收。加拿大的Li-Cycle在回收方面相对较早,并促使人们对锂离子回收产生了很大兴趣。在斯堪的纳维亚半岛有Norsk Hydro和Northvolt,它们建立了一个回收设施,作为合资企业的一部分。Umicore回收垃圾已经有一段时间了,它的技术与其他公司略有不同。还有许多其他公司正在帮助推进电池回收。
未来更广泛的回收生态系统中的改进?
石墨和锂仍然存在技术挑战。最重要的是回收利用对环境的影响。使用湿化学方法,例如湿法冶金精炼路线,它似乎是回收电池更受欢迎的选择,您使用相对大量的试剂,可能是强酸和强碱。这些需要以一种或另一种形式进行特殊处理,因此仍然会对环境产生影响。公司如何处理这些废物流、这些酸或碱以及用水量?学术研究表明,从环境生命周期分析的角度来看,回收仍然是有益的,但需要进一步充实这一方面。
电池回收的注意事项
首先要确保这些电池正在进入第二次生命或回收设施。理想情况下,将有一种廉价而简单的方法,以与开采原始材料具有竞争力的价格取回电池中的所有材料。将有一种简单的方法来拆卸这些电池,而不希望将它们进行长途运输,尤其是当它们处于损坏状态时。
未来几年的电池回收市场展望
预计到2042年左右将有大约500亿美元的材料价值可供回收利用。这还没有考虑到所有材料;只是镍、铜、钴和锂的主要成分。回收利用将跟随电动汽车市场的增长,但会滞后约10年。