電動(dòng)選擇引發(fā)了對(duì)電池回收的新?lián)鷳n。

　　出于眾所周知的原因，人們對(duì)新的、改進(jìn)的電池化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)給予了很多關(guān)注。畢竟，即使電池體積或重量性能的微小改進(jìn)也會(huì)對(duì)儲(chǔ)能和按需供電的大局產(chǎn)生重大影響。盡管如此，研究人員仍在尋求重大突破，雖然有人聲稱中小型電池，但從改進(jìn)電池的實(shí)驗(yàn)室版本到即使是適度的試運(yùn)行，與具有數(shù)百萬(wàn)個(gè)單位和長(zhǎng)期性能問(wèn)題的真正大規(guī)模生產(chǎn)非常不同。

　　還有另一面或一面 電池 非常重要的方程式：回收放電的初級(jí)(不可充電)電池和耗盡的二次(可充電)電池。當(dāng)然，兩者都是礦物和其他材料的主要消費(fèi)者，但由于所有類型的電動(dòng)汽車(chē)(EV)和儲(chǔ)能系統(tǒng)(ESS)的增長(zhǎng)，可充電鋰離子電池受到最多關(guān)注。. 現(xiàn)實(shí)情況是，電池回收沒(méi)有單一循環(huán)(圖1).

　　從電池材料的采購(gòu)到最初的電池使用，再到回收和再利用，有很多途徑。(來(lái)源：阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室)

　　現(xiàn)在有多少部分的一次電池和二次電池被回收利用?與許多此類問(wèn)題一樣，答案取決于問(wèn)題的上下文和數(shù)據(jù)來(lái)源。例如：

　　? 您是否通過(guò)電池的數(shù)量、重量或能量容量來(lái)衡量?

　　?您是否包括通常扔進(jìn)垃圾桶的小紐扣和紐扣電池(即使它們不應(yīng)該扔進(jìn)垃圾桶)，筆記本電腦和智能手機(jī)的中型包裝，以及更大的 電池組件 在電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能系統(tǒng)中?

　　? 您使用國(guó)家、地區(qū)還是全球號(hào)碼?

　　? 送去回收的電池?cái)?shù)量或重量與實(shí)際回收和可重復(fù)使用的材料量有何關(guān)系?

　　? 電池化學(xué)成分的數(shù)量有何不同?

　　最后，始終存在的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可信度問(wèn)題：這些數(shù)字通常給出的表觀精度是否也具有相應(yīng)的準(zhǔn)確性?

　　對(duì)這些問(wèn)題的研究表明，數(shù)字無(wú)處不在。其中似乎具有一定的一致性和可信度的是，至少有95%的經(jīng)典且仍然廣泛使用的鉛酸電池被回收，而只有約5%的鋰基電池(“其他”)被回收，(圖2) 在歐盟;美國(guó)的數(shù)字大致相同。(此處介紹的研究來(lái)自不需要年度訂閱即可訪問(wèn)的來(lái)源。

　　歐盟對(duì)鉛酸(上)、鎳鎘(中)和“其他”化學(xué)品(下)使用再生電池材料的逐國(guó)估計(jì)數(shù);請(qǐng)注意，這些數(shù)字高于除鉛酸以外的其他估計(jì)值，“其他”類別包括鋰基電池，估計(jì)僅為5%左右。(資料來(lái)源：歐盟統(tǒng)計(jì)局)

　　為什么回收與電池類型不同?有幾個(gè)原因。

　　首先，在技術(shù)上，回收和回收電池中的鉛比在我們所謂的“鋰”電池中對(duì)鈷、錳、磷酸鹽和鋰等礦物質(zhì)的復(fù)雜融合進(jìn)行回收要簡(jiǎn)單得多。

　　此外，鉛酸電池的物理外形相對(duì)較少。

　　最后，這些電池有一個(gè)完善的回收鏈，通常在汽車(chē)經(jīng)銷商、汽車(chē)供應(yīng)店或廢料場(chǎng)被移除。

　　盡管如此，回收電池和回收/再利用組成材料的潛在好處吸引了很多興趣，這轉(zhuǎn)化為金錢(qián)，投資改進(jìn)基礎(chǔ)技術(shù)，以及建造設(shè)施來(lái)做到這一點(diǎn)。 《華爾街日?qǐng)?bào)》 最近報(bào)道了資金浪潮(一些政府撥款，一些私人投資)用于回收研究和大型工廠。其中一些工廠是獨(dú)立的運(yùn)營(yíng)，然后將回收材料轉(zhuǎn)售給任何可能的人，而其他工廠則與電池制造商正式或非正式地結(jié)盟。 汽車(chē)制造商.

　　他們都面臨的問(wèn)題是現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)果，它不僅僅是電池。

　　使我們的許多成就成為可能的原因是，我們通過(guò)材料科學(xué)學(xué)會(huì)了如何改性、組合、混合和適應(yīng)基本物質(zhì)(石材、木材、礦物、元素、石油、天然氣和礦石)，以創(chuàng)造具有正確性能的材料，以提供跨多個(gè)屬性所需的性能。(想想“簡(jiǎn)單”連接器，其玻璃環(huán)氧樹(shù)脂主體、金屬合金觸點(diǎn)和各種類型的薄表面鍍層。因此，您不是在產(chǎn)品或設(shè)備中使用基本的、易于定義的材料，而是將所有修改和合并的復(fù)雜組合。

　　分解這些材料以將它們恢復(fù)到原來(lái)的，因此可以重復(fù)使用的成分是困難的，有時(shí)是不可能的。這不僅僅是擰開(kāi)、解膠或解開(kāi)有形部件的問(wèn)題，而是需要大量的能源、化學(xué)品、物理空間等，并且通常還會(huì)產(chǎn)生令人討厭的殘留物。通俗地說(shuō)，除非你應(yīng)用大量的技術(shù)和精力，否則很難解開(kāi)那個(gè)雞蛋。

　　也許這是熵原理的另一種表現(xiàn)，具有普遍無(wú)序的趨勢(shì)，因此試圖重建秩序即使不是不可能，也是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。想想氣體釋放到腔室時(shí)的隨機(jī)混合

　　實(shí)用有效的電池回收和隨后的材料回收是否需要突破?(例如，阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室聲稱鋰電池取得了“突破”，但這在早期階段是一個(gè)很大的主張，見(jiàn) 參考文獻(xiàn) 1).還是只是緩慢而穩(wěn)定的進(jìn)展會(huì)讓我們到達(dá)那里?只有當(dāng)開(kāi)采和精煉新礦物和材料的稀缺性和成本變得比回收和再利用現(xiàn)有產(chǎn)品更加繁重時(shí)，它才會(huì)變得可行嗎?整個(gè)回收鏈在確保穩(wěn)定供應(yīng)或純材料方面的作用是什么?

　　只是希望它如此不一定能實(shí)現(xiàn)它，盡管有金錢(qián)和最好的意圖?；厥铡⒒厥蘸驮倮眠@些先進(jìn)的配方比對(duì)紙張等簡(jiǎn)單產(chǎn)品進(jìn)行回收、回收和再利用要困難得多，甚至這非常復(fù)雜。敬請(qǐng)期待，這是一次有趣的旅程。

　　引用

　　阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，”突破性研究使電池回收更經(jīng)濟(jì)"

　　歐盟統(tǒng)計(jì)局，”廢物統(tǒng)計(jì) – 電池和蓄電池的回收"

　　廢物潛水，”投資浪潮只是電動(dòng)汽車(chē)電池回收的開(kāi)始"

　　美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)，化學(xué)與工程新聞，”是時(shí)候認(rèn)真對(duì)待鋰離子電池的回收了"

　　Ars Technica，”鋰要花很多錢(qián)，那么我們?yōu)槭裁床换厥珍囯姵啬?"

　　Ars Technica，”電動(dòng)汽車(chē)電池可能值得回收，但公交車(chē)電池還不值得回收"

　　全球通訊社，”電池回收的全球市場(chǎng)(2021年)：COVID-19的成長(zhǎng)與變化"

　　《華爾街日?qǐng)?bào)》，”電池回收競(jìng)賽在通貨膨脹降低法案后升溫“， 2022 年 9 月 14 日

　　本文最初發(fā)表于 電子電氣時(shí)報(bào).

　　比爾·施韋伯 是一名電子工程師，撰寫(xiě)了三本關(guān)于電子通信系統(tǒng)的教科書(shū)，以及數(shù)百篇技術(shù)文章、觀點(diǎn)專欄和產(chǎn)品功能。在過(guò)去的職位上，他曾擔(dān)任多個(gè)EE Times網(wǎng)站的技術(shù)網(wǎng)站經(jīng)理，并在EDN擔(dān)任執(zhí)行編輯和模擬編輯。在ADI公司，他從事?tīng)I(yíng)銷傳播工作;因此，他一直在技術(shù)公關(guān)職能的兩邊，向媒體展示公司產(chǎn)品、故事和信息，并作為這些的接收者。在加入 Analog 之前，Bill 是其受人尊敬的技術(shù)期刊的副主編，并在其產(chǎn)品營(yíng)銷和應(yīng)用工程團(tuán)隊(duì)工作。在這些職位之前，他曾在英斯特朗公司， 為材料試驗(yàn)機(jī)控制進(jìn)行實(shí)際的模擬和電源電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成。他擁有哥倫比亞大學(xué)的電子工程學(xué)士學(xué)位和馬薩諸塞大學(xué)的電子工程碩士學(xué)位，是一名注冊(cè)專業(yè)工程師，并持有高級(jí)業(yè)余無(wú)線電執(zhí)照。他還計(jì)劃、編寫(xiě)和演示了有關(guān)各種工程主題的在線課程，包括 MOSFET 基礎(chǔ)知識(shí)、ADC 選擇和驅(qū)動(dòng) LED。