回收电动汽车电池:概述

2020年世界道路上有约1100万辆电动汽车，但到十年结束时，该数字可能是1.45亿。到2040年，它可以是5.3亿。当这些车辆使用寿命结束时，将有大约20万吨锂离子电池需要处理、回收或再利用。如何以经济的和可持续的方式进行如何进行。

EV电池回收行业仍处于起步阶段，因为大多数EV都在路上少于五年，他们的电池可能比这更长的两到三倍。在研究、标准化和开发方面仍有许多工作要做。如果没有强有力的回收利用，世界将面临一个剧毒问题。有了它，电动汽车的环保效益会进一步提高。

电动汽车电池回收的需求

锂离子电池是电动车辆中的关键部件 - 其最昂贵的部件和需要具有人权和环境成本的原材料供应链的关键部件。虽然电动汽车在运行过程中不排放温室气体，但在制造过程中，其排放的温室气体可能高达汽车生命周期中全球温室气体排放总量的四分之一。大多数排放都来自电力生产电力，电池制造的特定排放水平仍然不确定。

由于锂离子电池的毒性和可燃性，让它们远离垃圾填埋场是至关重要的。回收和重用EV电池可以在减少需求方面发挥巨大作用锂，钴和镍，从而降低了电池制造和处理的人和环境成本。

挑战回收

电动汽车电池大规模回收的障碍之一是电池的化学成分，不同型号电池的化学成分各不相同。虽然锂离子电池自1991年以来就已投入商业使用，但随着对新化学和新技术的不断研究，这项技术仍在迅速变化技术这可能更能量密集，性价比，安全，有利于人权，以及环境可持续性。锂离子技术是成熟的，但是电池将看起来像2030年是一个悬而未决的问题。

另一个挑战是电池进入的许多形式因素。与家中使用的普通碱性或镍镉电池单元不同，汽油车辆中使用的铅酸电池，EV电池不采用均匀的尺寸和形状。相反，单个电池单元布置在本身在包装中组织的模块中，通过复杂电路连接的所有部件以及安全原因紧密密封，几乎不可用的胶水密封。这种方式为EVS所需的功率和能量密度提供这种方式的聚集电池单元。

通过如此多的不同形式因素，拆卸和回收每个人可能需要数小时，将材料的成本提高到目前为厂家购买新材料而不是再循环的地点。问题既是过程之一，也是规模的。

重用之前回收

电池大致失去2.3％的能量每年容量，意味着12年后，新的64kWh电池可能有48.4kWh（76％）其原始存储容量。汽车仍然在美国的道路上平均11.6岁因此，带有48kWh容量的电池仍然是具有第二寿命的有用产品，即使车辆的其余部分被报废。

储能，本身可以成为蓬勃发展的行业，可以在EV本身到达其生命结束后重新回发这些电池。它们可以用作能量存储设备住所例如，在微电网中为社区和学校提供电力实用规模存储为电网提供可靠性和弹性，甚至是电力机器人。重用罐头双倍有用的寿命到那时，它们就可以回收利用了。

EV电池回收过程

目前，鉴于挑战，一次进行再循环。包装必须首先将其胶水分开以访问各个单元格。然后将细胞可以烧成或溶解在酸池中，产生含有含有毒性材料的块或潜在有毒的浆料。燃烧需要巨大的能量，同时使用溶剂造成健康风险。其他，较少的有害或能量密集的方法，如使用水，仍在研究和开发阶段。目前，简单的手动拆卸产生比火灾或溶剂更高的材料恢复速率（80％）。

回收商主要旨在提取电池中更具可销售的钴和镍，因为锂和石墨太容易获得了较低的价格，让他们值得康复。随着新化学品的出现，特别是那些寻求减少钴的使用的人，回收商收入的一个主要来源可能会丧失。再循环过程中的另一个收入来源可以再循环电池的阳极和阴极完整，而不是将它们分成它们的成分材料。

电动汽车电池回收政策

电动汽车仍然仅代表世界道路上的100％。政府政策可以通过在制造和回收之间创造封闭的环路来帮助塑造这种新生行业。涵盖制造，使用和回收锂离子电池的充分立法已经存在，主要是由于安全问题。这些可以扩展到以下领域，使电动汽车电池成为循环经济的一部分。

标签

和其他产品一样，标签是有效回收的关键。大多数电动汽车电池组不包含关于阳极、阴极或电解质的化学信息，这意味着回收者对它们的内容一无所知，需要单独拆卸电池。与塑料上的树脂ID码（三角形内的数字）类似，电池上的内容标签将使它们能够机械地分类和处理，降低成本并提高回收率。基于U.S.的汽车工程师协会，其建立了电池充电基础设施标准，具有推荐标签电池本身。

设计标准

对于许多产品来说，终身考虑因素落在消费者身上，而不是制造商。将设计标准纳入制造过程中可能困难于新兴和中断行业，如电动车辆，但它一直是铝，玻璃，汽车催化剂和铅酸蓄电池等成熟市场回收努力的成功部分。设计标准最终将由政府监管或行业内部制定。

共同位置

作为电动汽车的最重的部分，电池的运输价格昂贵，因此生产它们靠近汽车制造中心，最终向客户提供另一个考虑因素。共同定位具有EV制造的电池回收行业可以大大降低EV的成本，减少生命周期的温室气体排放。在这里，政府支持而不是法规可以激励共同定位。

J.B.Straubel，Tesla的联合创始人和其电池开发的主要贡献者，成立红木材料回收电动汽车电池材料，并将其送回特斯拉的电池供应链。总部位于美国的红木材料公司缩短了特斯拉原本很长的供应链。

关闭循环

铅酸电池的回收应该给电动汽车电池制造商、回收商和政策制定者一个效仿的榜样。目前铅酸电池中98%以上的材料(按质量计算)都被回收了，这在很大程度上是因为它们是由标准的材料混合物封装在一个盒子里。随着技术的改进和锂离子电池整个生命周期的改善，有关科学家的联盟预测美国可以减少对外来源的开采资源需求依赖30％至40％到2030％。关闭EV电池制造和回收之间的环路将使电动车辆成为汽油动力汽车更具可持续的替代品。