周末读：来吧

摘自光伏杂志08/2020

几周前，彭博社对当代Amperex技术董事长曾玉gun的采访激起了相当多的媒体关注，使一些围观者难以置信。特斯拉的电池供应商声称准备生产具有16年200万公里保修的电池。迄今为止，行业标准已经达到了八年零十六万公里。但是没有人期望一个电池组能将其整个寿命用在一辆电动汽车上。按照当前的保修标准，电池组通常会比内置的电池寿命更长。然而，也被称为百万英里的电池，并不能缓解持怀疑态度的驾车者的范围焦虑，它会改变第二生命周期应用的经济性和电池的回收利用。

循环制造

什么是循环制造，为什么如此重要，以及如何将其应用于太阳能和存储行业？ pv杂志的UP计划将于2020年第三季度进行调查。

回收的经济性对其执行至关重要。工程师，企业家和科学家仍在寻求围绕废电池优化流程和商业模型的追求。从技术上讲，回收在当今是可行的。报废电池的绝大部分已经进入回收过程，通过该过程可以回收大部分材料。当前的任务是优化这些过程，以确保执行这些过程的经济诱因，并找到临时解决方案，以将与过程相关的能源使用和排放保持在尽可能低的水平。

阴极保留

在美国，能源部启动了牵头倡议的阿贡国家实验室（ANL），国家可再生能源实验室（NREL），橡树岭国家实验室（ORNL）以及大学伍斯特理工学院之间的ReCell合作将于2019年初在加利福尼亚州圣地亚哥市和密歇根理工大学任教。该项目根据可行性，成本和环境绩效评估不同的回收方法。生命周期评估工具EverBatt可帮助研究人员对各种回收方法进行分类，并研究地理和回收吞吐量变化时回收经济如何受到影响。

琳达·盖因斯（Linda Gaines）是阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）的化学物理学家和系统分析师，也是ReCell项目的负责人之一。他谈到了直接循环利用的优点。除了冶炼和酸处理之外，直接回收还描述了第三种电池回收方法。该术语涵盖了几种不同的过程，但由于可以保留阴极形态，因此将它们统一在一起。

盖恩斯解释说：“我们没有保留其原始形态，而是试图保留专门为电池开发的复杂晶体结构。”“该阴极材料可能在某种程度上耗尽了锂，我们正试图将其减少。这样做的一种方法是，将锂化合物与阴极材料放入同一容器中，然后加热以查看是否能获得重新锂化所必需的反应。”

在他们的分析中，研究人员发现，即使从商业上来说，直接循环利用仍可最大程度地产生二次资源物质流（从经济角度和从生命周期排放角度而言）。这是因为阴极是电池中最有价值的组件，并且它还需要产生最大量的能量。EverBatt称，电池制造的平均能源需求约为每千瓦时170兆焦耳。

为了直接回收，需要将电池切碎并拆开。铝箔和铜箔可以轻松分离，但是随后需要进行一系列反应和工艺才能分离阳极和阴极前驱体。盖恩斯说：“还有一个问题我们还没有真正回答，那就是我们应该按照什么顺序进行加工。”“您应该在升级所有组件之前将其分离吗？还是应该先升级再分离？”

到目前为止，在回收锂方面，直接回收还不完善。当被问及电池中耗尽的锂的下落时，盖恩斯说，研究尚未追踪到所有锂。电池可以在直接回收之前完全放电，将大部分剩余的锂集中在一个位置，但是其中一些会粘在阳极的碳层之间以及表面上的化合物中。“我们有一个项目，其中我们要从阳极上冲洗掉该层，但尚未对此进行充分研究。您是否可以将其从卡在碳层中的地方取回来是个好问题。”

瑞典湿法冶金

尽管如此，湿法冶金目前仍在商业上使用，并允许回收纯度超过90％的电池材料，这些材料可用于电池工业，包括锂。总部位于瑞典的固定电池制造商Northvolt已与挪威铝生产商Hydro成立了一家合资企业，用于4 GWh的回收设施，该设施将于2022年投入运营。Northvolt首席环境官艾玛·尼伦海姆（Emma Nehrenheim）表示：“我认为，未来电池市场的主要目标是我们能够实现可持续发展并降低实际足迹。”“其中很大一部分仍在回收和制造中，但是如果我们在这些过程中拥有高度可再生能源，那么剩余的足迹将落在原材料供应链中。”与非营利组织Batteriretur，Northvolt和Hydro一起在挪威收集二手EV电池。EV电池组包含35％的铝，Hydro收集这些铝。尽管钴和锂在有关电池回收的讨论中占据了中心位置，但铝也值得关注。从铝土矿到准备使用的金属，与生产相关的二氧化碳排放量是铁的12倍。最重要的是，生产一吨铝需要四到六吨铝土矿。区别仍然是被称为赤泥的高毒性浆料。在2010年的匈牙利一次事故中，泥浆流进了一条河，摧毁了所有人的生命。例如，欧盟将其归因于其寻求建立具有高二次资源含量的电池的生态设计指令的理由。

Northvolt的另一个重要因素是对商品市场的弹性。尼伦海姆解释说：“回收将是一项竞争优势。”“特别是在欧洲，回收利用正在减少对动荡的原材料市场的接触，因此，减少对此类进口的依赖非常重要。”

Hydro分离出含有磨碎的阳极和阴极的铝黑块后，将其运送到瑞典的湿法冶金回收设施。通过用各种酸处理黑块，可以以亚硫酸盐或卤化物盐的形式回收有价值的金属，例如锂，钴，镍和锰。该公司希望到2030年将其50％的原材料从回收过程中获取。新电池的需求超过了旧电池的供应。