电动汽车电池回收:你需要知道的一切

电动汽车都将成为常态——可能比你想象的要快。从货车而且微型车来运动型多功能车而且超级跑车英国政府正在推行电动化从2030年起禁止销售新的汽油和柴油汽车而且英国城市正在建立越来越多的清洁空气区．

这样做有很多好处，包括更好的当地空气质量和更低的排放，但房间里的大象是使用锂离子电池．在路上行驶的每一辆电动汽车上，几乎都有它们的存在，它们可以使用大约10年，然后由于容量下降而需要更换。

但没必要把它们扔掉:电动汽车电池是高度可回收的。华威制造集团(Warwick Manufacturing Group, WMG)首席工程师Anwar Sattar表示:“从技术上讲，超过90%的电池可以回收，但由于回收涉及回收材料的再利用，因此它成为一种商业活动，公司只会回收那些能带来积极经济回报的部分。”

欧盟的电池指令意味着至少50%的电池必须被回收。幸运的是，这对电池组来说并不太难，因为用于制造电池组的电线和塑料可以很容易地剥离和回收。

更难回收的是真正的电池和其中所含的贵金属，特别是因为这些金属的获取可能是危险的。“电解液易燃、易爆、剧毒，”萨塔尔说。“它对水非常敏感，一接触水就会形成氢氟酸(HF)。在回收其他电池组件之前，必须在任何回收过程中处理这些危害。”

尽管有解决方案正在开发中，在这里，我们来看看目前的进展……

第二次生命:电池作为家庭、工业和能源发电的电力存储

二手电动汽车电池可以在其完整的状态下作为家庭和工业的电力存储而存在。例如，2021年4月，沃尔沃重申了到2040年成为“循环企业”的承诺，创建一个“闭环”，使其汽车中的所有材料都能回收利用。

作为该计划的一部分，这家瑞典汽车制造商宣布了一个探索高压电池二次使用潜力的项目。其中之一是与BatteryLoop的合作，将沃尔沃电动汽车的电池用于太阳能存储系统。瑞典医疗保健公司Essity在哥德堡附近的办公场所为电动汽车和电动自行车充电。

在另一个项目中，沃尔沃、清洁技术公司Comsys和能源公司Fortum正在进行一项试点，旨在提高瑞典水力发电设施的供应灵活性。沃尔沃插电式混合动力车的电池组被用作固定的能量存储单元，有助于为电力系统提供所谓的“快速平衡”服务。

沃尔沃表示，这些项目和其他项目研究了电池在二次使用时的老化情况，与车内使用相比，电池的循环速度要低得多。它们还能让该公司了解电池在汽车上使用后的商业价值，并确定潜在的未来收入来源。

“我们想知道电池在这些应用中能持续多长时间;这就是为什么我们要做这些测试，以真正了解财务和可持续性的好处。”沃尔沃可持续发展负责人安德斯·卡伯格告诉driveingelectric。有趣的是，沃尔沃还没有完全相信，使用混合动力和电动汽车的电池，“二次生命”应用就一定是最可持续的发展道路。

Karrberg解释说:“制造一块电池会产生大约6到8吨的二氧化碳，还需要大量的原始贵金属。所以从可持续发展的角度来看，电池是有价值的。但能持续多久，我们真的不知道。延长它的寿命可以提高这一价值，但我们想要找出其中的细节——一个结果实际上可能是，最好立即回收，但这一点还没有定论。”

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捷豹路虎还发展了一种便携式电动汽车充电器通过重新利用I-Pace原型和开发模型中的电池组。这个单位叫做离网电池储能系统(ESS)，拥有125千瓦时的容量，有2型连接器，并配有集成太阳能电池板，可在阳光充足的气候下充电。最终，ESS将用于商业租用，在电力供应有限或不可用时提供零排放能源。

在其他地方,日产已经开始使用二次电池了叶用于工业和家用静态储能装置，并提供一种现成的家用或商用储能单元，称为xStorage．竞争对手特斯拉Powerwall但尼桑的不同之处在于，你可以选择新的或二手的电池。

本田该公司还宣布了使用混合动力和电动汽车电池的计划。这家日本品牌的欧洲分公司与法国新能源集团(SNAM)合作，宣布将收集和回收电池，要么用于二次使用，要么提取有价值的元素。

在其他地方,2ManBetX登陆 该公司于2020年10月宣布，将与Off Grid Energy合作，为报废的宝马和宝马的电池创造“可持续的二次使用解决方案”迷你电动和混合动力车型。宝马将为该公司提供用于制造移动电源单元的电池模块。第一辆原型车已经投入使用，由锂离子模块提供动力微型电动开发的汽车。它具有40千瓦时的容量，7.2千瓦的快速充电，在2020年底和2021年初的宝马和MINI英国活动中使用。

宝马和Off Grid Energy表示，随着时间的推移，随着越来越多的模块可用，系统的容量将达到180kWh，能够以最高50kW的速率提供多次充电。这两家公司声称，当这些单元被用来取代传统的临时发电方式时，电池模块将至少比它们最初在汽车中使用时减少一倍的二氧化碳。

2020年10月，雷诺该公司宣布，其SmartHubs项目将涉足电池回收领域:该公司在西萨塞克斯建造了一个能源系统，由1000块二次使用的电动汽车电池组成，旨在“为社会住房、交通、基础设施、私人住宅和当地企业提供更清洁、更低成本的能源”。雷诺表示，该系统有助于“平衡电力网络”，根据需要充电和放电，能够储存足够1700个家庭使用一天的能量。雷诺在法国杜埃的George Besse工厂也安装了一个类似的、更强大的系统。

回收废旧电池中的材料

电动汽车的电池需要在一个小的包装中提供大量的能量，这需要相当大量的钴锂离子电池．但建筑物中的储能单元不需要这么小、这么轻，所以人们普遍认为，回收锂和钴等贵金属用于其他运输应用会更好。

钴生产是电池可持续性和未来电动汽车的关键问题。其中大部分是在刚果民主共和国开采的，这一过程引发了严重的生态、伦理和人权问题，因此随着电池需求的增长，减少对它的依赖是最大的挑战之一。

伯明翰能源研究所锂离子电池回收和再利用项目的法拉第研究所研究员加文·哈珀博士表示:“如果我们在钴方面面临限制，一些人认为我们应该将这种宝贵的资源集中在电动汽车等要求更高的应用上。回收电动汽车电池用于全新的汽车电池，而不是将其用于要求不高的应用(如电力存储)，可能更具经济意义。”

梅塞德斯对此表示赞同。这家德国制造商在2017年4月推出了一款家用储能系统(上图)，使用的是其电动汽车系列的电池，但仅一年后，该产品就被砍掉了，该公司声称“家里没有必要有汽车电池:它们不会移动，也不会冻结;这是过度设计。”因此，至少对奔驰来说，这些成本并不算多。

然而，日产坚持认为，电动汽车电池技术可以用于家庭能源使用。一位发言人表示，日产“致力于在能源服务市场运营，并以商业上可行的方式，在使用新电池和二次电池进行储能方面处于有利地位。”

另一个需要考虑的问题是回收过程。总部位于比利时的Umicore公司是一家已经提供锂离子电池回收服务的企业。该公司利用高温法和湿法冶金相结合的方法回收这种有价值的金属，在其试点工厂每年回收约3.5万块电动汽车电池。据Umicore的一位发言人表示，“随着市场的增长，我们预计在2025年，Umicore可以轻松扩大回收活动。”更好的是，金属是无限可回收的，所以它们可以从旧电池中回收，并生产出和其他电池一样好的新电池。

2020年11月，芬兰公司Fortum宣布开发出从可充电电池中回收锂的“一种新的有效方法”。在开发之前，该公司已经实现了超过80%的锂离子电池材料回收率，这要归功于低二氧化碳湿法冶金回收工艺，以回收钴、镍和锰。

2022年1月，废物管理公司威立雅宣布在英国的第一家电池回收工厂，位于西米德兰兹郡的明沃斯。该公司的目标是到2024年有能力处理该国20%的报废电动汽车电池。威立雅将废旧电池的回收过程描述为“城市采矿”，并表示与提取新鲜原材料和制造全新电池相比，它最多可以减少50%的水消耗和温室气体排放。

最后,特斯拉该公司计划回收电池，希望回收的材料能让公司不再需要开采新金属。该公司的首席技术官JB·斯特劳贝尔表示，特斯拉正在“开发更多的流程来改善电池的回收，以回收更多的活性材料。最终，我们想要的是一个闭环，重复使用相同的回收材料。”

全新改良的电池技术

未来的一个希望是钠离子电池，它的运作方式与锂离子电池非常相似，而且同样可回收。钠比锂更便宜，也更丰富，所以如果钠离子电池能达到与锂离子电池相同的性能水平，这将是一件显而易见的事情。

固态电池是另一种可能的未来电池技术，因为它们不那么易燃，甚至可能比目前的锂离子电池更高效。日产(Nissan)、Stellantis Group、丰田(Toyota)、奔驰(Mercedes)、福特(Ford)、大众(Volkswagen)和现代(Hyundai)都在走这条路。但是固态电池的可回收性如何呢?

伯明翰能源存储中心(Birmingham Centre for Energy Storage)材料化学教授、联席主任彼得•斯莱特(Peter Slater)表示，固态电池的可回收性“将在分离组件方面带来不同的挑战。特别是，它很可能需要化学分离路线，比如通过法拉第研究所的“ReLib”项目开发的路线。”

沃尔沃牵引电池开发主管乌尔里克•佩尔松认为，固态电池应该会在2025年至2030年之间的某个时候上市，不过最初可能只会在高端、更昂贵的电动汽车上使用。“它将使电池既更安全，同时也可能更强大。电池中电解质的溶剂是有害物质，所以如果我们能避免使用这些溶剂，生产过程就会更容易。”

最终，如果把电池扔进垃圾填埋场的可怕环境后果还不够有说服力，那么冷酷的现实是，不管涉及的电池技术是什么，它们所含的金属都太有价值了，不能浪费。最后，对于“我们该如何处理二手电动汽车电池”这个问题，将会有许多不同的答案。好消息是，生态和经济方面的理由在一件事上是一致的:不要把它们埋在地下。