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环境与成本如何抉择?电动车电池回收再利用小科普

汽车
2019
03/27
18:01
雷锋网
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彭博社此前曾发布报告称,到 2040 年全球电动车保有量将飙升至5.59亿台。不过,电动车不是永动机,它的电池也有老化的一天,而且谁也不想让电池中的那些有害物质伤害我们的环境。因此,政策制定者和研究人员已经开始考虑如何处理那些电动车上寿终正寝的电池了,而回收再利用就是选项之一。

老化的电动车电池

近日,卡耐基梅隆大学的研究人员在《自然》杂志子刊《Nature Sustainability》上发表了一篇论文,论述了车用电池回收再利用的污染与经济成本。

血战麻将规则 论文中提到了三种类型的正极材料(电池中的阴极):氧化镍锰钴(NMC)、氧化镍钴铝(NCA)和磷酸铁(LFP)。前两种正极材料一般用在乘用车里,而 LFP 则是电动巴士的最爱(比亚迪的电动大巴就用了 LFP 电池)。

鉴于电池包装对再利用方法的选择非常重要,论文还对圆柱电池(特斯拉用的电芯类型)和软包电池进行了对比。

研究人员还对再利用方法进行了对比,其中包括火法冶金再利用(将电池中有价值的部分暴露在高温下,随后将这些金属当做合金回收),湿法冶金再利用(从电池中滤出有价值的金属,随后从溶液中分离出所需的金属)和 直接正极再利用 (电池正极保留原样,但添加新的锂,使电池恢复原有性能)。

为了避免再利用过程中对环境造成污染,研究人员还对多种电池化学原料进行了生命周期分析,他们估算了污染、能源消耗和回收原材料的成本,并对新造电池和回收电池的总成本进行了对比。

回收再利用到底是保护还是破坏环境?

分析结果显示,电动巴士上的 LFP 电池无论用到哪种回收方式,都无法避免额外的污染。同时,由于电动巴士所用的电池原料开采起来并不困难,且回收过程中减少的温室气体无法抵消消耗的能量和新产生的温室气体,因此现有技术条件下,新造巴士电池比回收再利用老电池更为环保。

不过,如果换到普通的电动乘用车上,这套博弈论就更复杂了。因为无论是 NMC 还是 NCA 电池,湿法冶金和直接正极再利用都能降低温室气体排放,但想大幅节能减排,前提必须是使用软包电池。

至于火法冶金的再利用方式,效果就差得多了。此外,研究人员还发现,在测试的每个样本中,火法冶金都导致排放增加(具体的量与电池生命周期有关),而且这种方式回收的原料不一定都能用在新电池里。眼下,欧洲主要使用火法冶金的方式对旧电池进行回收再利用,整个过程中需要回收整个电池重量的一半。

研究论文还指出,正极和电芯中的金属材料被还原成金属合金后,其它非可燃的点新材料都会变成炉渣,后续可用做水泥原料。

THE END
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