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    建立閉環電動汽車回收網絡

    放大字體  縮小字體 發布日期:2022-04-22
     通過一個世紀的經驗幫助Clarios建立鋰的再利用網絡。

    去年春天,世界最大的汽車電池制造商Clarios,之前被稱為Johnson Controls,在鋰離子電池回收獎競賽中的第二階段成為冠軍。美國能源部贊助這個項目分有三個階段,目的是為了開發和演示一些工藝,這些工藝一旦規模擴大,很有可能在美國回收90%的廢舊鋰電池,并將關鍵回收材料重新引入美國供應鏈。

    Clarios獲得能源部概念獎,價值550萬美元,該獎項專注于研發與應用技術,以識別并區分鋰離子電池和鉛酸電池,確保每種化學物質都有適當且安全的回收方法。在競賽中的第三階段,Clarios的目標是在試驗中驗證其概念。

         Adam Muellerweiss(上圖)是Clarios的首席可持續發展官,并且還兼任負責任電池聯盟(Responsible Battery Coalition,RBC)的總裁,該聯盟是由汽車原始設備制造商、大型車隊商、汽車零部件商以及其他零售商組成,為鋰電池建立閉環回收網絡。Muellerweiss與編輯Lindsay Brooke討論了一些關于回收混合動力電池和電動汽車電池的挑戰與機遇。

    Clarios在回收鉛酸電池上有著超過100多年的經驗,回收率為99%。那么在混合動力車和電動汽車電池上有著哪些經驗呢?

    好的。我們的經驗始于戴姆勒(Daimler)與奔馳(Benz)制造第一輛摩托車之前(1885年)?,F在,在回收先進鋰電池的過程中,我們與當時處在同一階段。我們目前的階段可以分離出廣譜的材料,但技術還沒有達到頂尖,做不到收集電池級材料,并將它們重新轉化為同等級別的新電池材料。

    鉛酸電池的環形或閉環供應鏈依賴于人們歸還舊電池的能力。我們用于新電池中的超過80%的材料都是回收的鉛和聚丙烯。未來的回收將需要所有類型的電池和化學制品。在Clarios,我們專注于確保在整個生命周期內為正確的應用提供正確的化學成分。

    普遍的陽極和陰極成分以及各種類型電池中分離和回收材料的目標是正確的嗎?

    德國汽車電池制造商Varta(2007年被JCI收購)是在戴姆勒和奔馳制造第一輛摩托車之前率先在德國回收鉛酸電池的公司?,F在,我們正處于這一過程的第一階段,我們正在研究如何回收先進的鋰電池。我們目前可以分離出普遍的材料,但我們的技術還做不到提取電池級材料,并將其轉化為先進電池級材料。

    我們通過鉛酸電池方面的經驗了解到了這一點。原始設備制造商只會為新車裝配指定原始材料,但零配件市場會詢問我們,在我們已經收集到了可用的廢舊電池后,為什么還要開采原始材料。從那時起,廢舊電池中的材料開始進入零配件市場的新電池。最終,原始設備制造商規范允許使用回收材料。

    在數百萬輛豐田Prius車中使用的鎳氫電池發揮了什么作用?

    混合動力電池組的價值已經被證明了。Prius電池不會放置在垃圾場中。Prius電池被收集并重組,供Prius早期的出租車以及零配件市場使用。我們在電池一些初級應用中可以看到被大量二次利用,因為電池組經過了設計、驗證和測試,達到了汽車級,并被證明在使用中是安全的。因此,雖然關于電池組用于另一種儲能資源是一個更加有趣的話題,如固定應用,但這種電池實際上是為在車輛中使用而設計的。最有可能出現的趨勢是使用電池延長汽車壽命,與再制造變速箱、發動機和其他部件具有相同的行業經驗。

    所以,已經開始行動了嗎?

    是的,能源部鋰電池競賽是讓人非常興奮的。競賽中有著非常聰明的參賽人員,用一些工具來尋找更好的機會。阿貢國家實驗室的ReCell中心專注于提取那些‘用過’材料,并將其轉化為電池級材料。我們還不能完全達到這一理想,但我們仍在進化的道路上。一旦可以掌控廢舊電池,將需要在全國的主要市場上匯總它們。這就需要運輸,在一些情況下,存儲這些電池是為了等待可用容量或只是為了管理物流。從長遠來看,必須有一個基礎設施來處理大量電池。目前所需的規模還沒有達到。

    隨著電動汽車產量以及銷售量的增加,更多的混合動力車和電動汽車將會報廢。它們最終可能不會被放置在垃圾場,因為這些車輛內有非常具有價值的電池組可以回收。那么要如何應對這種不斷增長的混合動力和電動汽車電池呢?

    短期內,以Prius為例。車子壽命已到盡頭,但電池仍舊完好無損。那些Prius電池甚至到不了報廢廠,因為電池組仍具有價值,有些公司為零配件市場重新制造Prius電池。然后重新安裝到Prius中。就像是發動機完好的雪佛蘭Corvette一樣,發動機是不會被切碎的。

    但如果電池組出現故障,則需要安全且可管理地處理。汽車制造商對于如何管理回收這些電池組有著非常詳細的流程。我們已經看到一些電池,以及一些用于測試的電池。我們不喜歡看到的一件事是鉛酸電池最終會被扔進廢品場,鉛酸電池應該在這一階段前就去除。我們將看到一些關于鋰電池的類似實踐。

    讓我興奮的是一些計算機程序設計者、機械師改裝電動汽車,并用電動發動機升級經典車輛。電池再利用市場不斷增長,盡管涉及到一些責任問題。然而正是這一點在電動汽車的早期推動了很多創新。

    因此,你是否看到了電池再利用的兩條途徑呢?一種是充電基礎設施,例如太陽能和風能的儲能。另一種是拆解廢舊電池,提取鋰含量。正確嗎?

    你將看到以上所述內容。在我們考慮不同應用的“第三生命”之前,有機會重新制造電動汽車電池組并將其放回在汽車中使用。但如果考慮電池組的話,最初的設計是用于汽車設備上。電池組最終可能會在一輛車上使用幾十年。固定存儲技術也在迅速發展。在整個生命周期中,如果有正確的電池化學,使用20年后的電池組會被設計用于微電網和其他固定應用的替代化學產品所超越。將車用電池用于其他用途有一些優點的,但我們看的更長遠。

    即使使用我們的鋰離子電池,也是可以選擇使用什么塑料--那為什么不用與傳統鉛酸電池相同的塑料呢?塑料使該組件直接帶入回收系統,而無需修改。這或許意味著需要在一些其他組件中進行更多的分離,并與其他擁有技術和能力的公司合作。我們通過網絡開發處理并回收各種化學物質的能力。稀土材料和更多來自剛果共和國的鈷等‘沖突’材料,都是非常具有價值的。

     

    中國化學與物理電源行業協會 楊柳翻譯

    2022.4.19

     
    關于我們:中國化學與物理電源行業協會(China Industrial Association of Power Sources,縮寫:CIAPS) 是由電池行業企(事)業單位自愿組成的全國性、行業性、非營利性的社會組織。協會成立于1989年12月,現有530多家會員單位,下設堿性蓄電池與新型化學電源分會、酸性蓄電池分會、鋰電池分會、太陽能光伏分會、干電池工作委員會、電源配件分會、移動電源分會、儲能應用分會、動力電池應用分會和電池隔膜分會等十個分支機構。
    本會專業范圍包括:鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池、鋅錳堿錳電池、鋰一次電池、鋰離子電池、太陽電池、燃料電池、鋅銀電池、熱電池、超級電容器、溫差發電器及其他各種新型電池、電池系統解決方案,以及各類電池用原材料、零配件、生產設備、測試儀器和電池管理系統等。

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