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第二生命电池:回收锂离子电动汽车电池的好处和缺点

电动汽车(ev)在过去几年中变得越来越受欢迎,因为它具有许多环境效益,包括零碳尾气排放、更高的动力系统效率和更少的城市空气污染。然而,电动汽车的制造和报废过程所带来的问题影响了行业的发展。本文将研究二次电池作为解决这些电动汽车问题的可能方案。

第二生命电池:回收锂离子电动汽车电池的好处和缺点

图片来源:P5h/Shutterstock.com

锂离子电池的再利用和再循环

近年来,锂离子电池的再利用和再循环对汽车工业构成了挑战。电动汽车制造商的足迹受到生产锂离子电池所需材料提取的严重影响。产生的废物对行业内的回收和报废拆解系统提出了各种要求。

这些电池中使用的金属很难提取,因此锂离子电池的再利用或其内部组件的回收将大大降低其成本,使电动汽车更容易获得。然而,这并不包括电池的寿命,大多数汽车制造商,如日产和特斯拉,报价为8年或10万英里

二次电池对环境的影响

随着新方法的出现,锂离子电池回收的好处一直在研究中。

使用今天的方法,重复使用电池5到7年提供了一个更清洁的环境解决方案。例如,使用二次电池可以减少总能源需求和全球变暖潜力高达70%。

拟议的好处可能会显著减少温室气体排放和对金属和材料开采的需求,降低电动汽车生产和电池回收的运输和能源成本。

然而,这些电池很难处理,因为在车辆报废时收集电池是开发重新利用电池系统的第二次用途的挑战。

电池拆卸会带来与高压安全和液体冷却剂处理相关的危险,这也增加了电池回收或再利用的难度,因为在电池生命周期的不同阶段建立一个回收电池的系统,在试图获得进行这些评估所需的适当信息时,这是一个挑战。

锂离子电池的回收方法

锂离子电池回收的主流方法有三种:

  • 火法冶金学
  • 湿法冶金术
  • 直接回收

直接回收比浸出成本低,因为活性物质被最小化。

完全再功能化需要与再合成方法相同的步骤,并且可能没有经济优势。

直接回收也可能需要对组件进行一些分离,这可能会引起安全问题,因为可能会暴露金属和其他有害物质;这可能会导致大气污染加剧。

2013年,韩国化学学会对回收正极材料的标准热处理方法进行了研究,发现回收的正极材料比原始正极材料具有更高的比容量。

这个广泛的用例允许更多的开环回收,而不仅仅是行业内的闭环回收。这意味着许多回收的元素和金属可以重新利用。

对于许多商用车使用的磷酸铁锂电池,现有的火法冶金技术提供了更大的环境效益,而先进的湿法冶金技术由于温室气体排放和能源消耗高,给环境带来了更大的负担。

热法和湿法冶金法的成本效益不如直接回收,但它们也可以用于不同的电池化学成分,如镍镉电池或铅酸电池。

这也意味着二次电池市场可以扩展到汽车以外的其他行业。

这些工艺也有缺点,例如在湿法冶金中不能回收阳极材料,并且在火法冶金中需要大量的气体净化以避免有毒空气的排放。

结论

锂离子电池的回收还需要进一步的发展,而热法和湿法冶金技术仍有改进的空间。

除了最有价值的阴极材料外,现在更多的注意力放在电池的其他组件上,包括电解质和阳极,直接回收方法需要切实可行地扩大规模。

然而,这些方法正变得越来越有效,如果它们能够可靠地扩大规模,大规模电池回收可能成为可能。

参考资料及进一步阅读

Verma, S. Verma, G. Dwivedi, P. Verma,(2022)“电动汽车与内燃机汽车的生命周期评估:综述”,今日材料:会议录,第49卷,第2部分第217-222页https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.666

哈珀,G,萨默维尔,R,肯德里克,E。et al。(2019)“回收电动汽车的锂离子电池。”自然575页,75-86页。https://doi.org/10.1038/s41586-019-1682-5

EDF(日期不详)电动汽车电池寿命可以在:https://www.edfenergy.com/electric-cars/batteries(访问:22/10/2022)。

穆罕默德·侯赛因·萨利赫·穆罕默德·哈拉姆,李佳云,戈比·拉玛萨米,et al。(2021)《二次使用电动汽车电池的可行性:应用、寿命、经济、环境影响、评估和挑战》亚历山大工程杂志,第60卷,第5期第4517-4536页https://doi.org/10.1016/j.aej.2021.03.021

Leila Ahmadi, Arthur Yip, Michael Fowler,et al。(2014)“电动汽车电池再利用的环境可行性”,可持续能源技术与评估,第6卷64-74页https://doi.org/10.1016/j.seta.2014.01.006

francois Larouche, Farouk Tedjar, Kamyab Amouzegar,et al。(2020)《湿法冶金与锂离子电池直接回收及后续研究进展与现状》,材料https://www.researchgate.net/publication/339192852_Progress_and_Status_of_Hydrometallurgical_and_Direct_Recycling_of_Li-Ion_Batteries_and_Beyond

王义轩,唐宝军,沈b孟,et al。(2022)“中国LiFePO4动力电池二次寿命及回收利用环境影响评价”,环境管理杂志,第314卷https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.115083

Shin, Eun Jung,(2013)“废电极回收LiFePO4正极材料的再合成及其电化学特性”,韩国化学学会公报。《中国科学:中国科学》,34(3),pp. 851-855。https://doi.org/10.5012/BKCS.2013.34.3.851

张晓晓,李莉,范二沙,et al。(2018)“朝着可持续和系统地回收废旧充电电池的方向发展”,化学学会评论,第47期,第7239-7302页。https://doi.org/10.1039/C8CS00297E

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托拜厄斯沃克

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托拜厄斯沃克

托拜厄斯是兰开斯特大学的一名本科生,目前正在攻读化学工程硕士学位。他着迷于行业发展,以及在不影响效率的情况下追求更清洁、更可持续的工艺。

引用

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  • 美国心理学协会

    沃克,托拜厄斯。(2023年1月27日)。二次寿命电池:回收锂离子电动汽车电池的利弊。AZoCleantech。2023年4月18日检索自//www.polystomper.com/article.aspx?ArticleID=1650。

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    沃克,托拜厄斯。第二生命电池:锂离子电动汽车电池回收的利弊AZoCleantech。2023年4月18日。< //www.polystomper.com/article.aspx?ArticleID=1650 >。

  • 芝加哥

    沃克,托拜厄斯。第二生命电池:锂离子电动汽车电池回收的利弊AZoCleantech。//www.polystomper.com/article.aspx?ArticleID=1650。(2023年4月18日访问)。

  • 哈佛大学

    托拜厄斯·沃克,2023。第二生命电池:回收锂离子电动汽车电池的好处和缺点。AZoCleantech, 2023年4月18日浏览,//www.polystomper.com/article.aspx?ArticleID=1650。

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