当前位置: 加速装置 >> 加速装置发展 >> 未来电动车挥之不去的阴影,锂电池该如何处
时光倒回10年前,在广州郊区某处废车场,一台巨大的钩机车缓缓升起一个巨大的铁块,它的下面是一辆已经跑了三十万公里的大众桑塔纳。伴随一声巨大的响声,铁块落下,桑塔纳被完全压扁,结束了它的一生。
但是如果正常保养和正常驾驶,这辆大众桑塔纳,还是可以健健康康在马路上跑几年几十万公里的。但是在中国,因为种种机动车政策,它达不到要求,所以只能报废。
汽车诞生多年,每一辆出厂的汽车几乎都是各种金属加沙发。想要结束它们的生命,只需要狠狠压扁它们变回了原来金属的样子。不过未来的汽车可能无需执行这种残酷的死刑,因为它们的内核是电池,不能像汽车那边随便压扁处理即可。随着全世界电动车高速增长,一个巨大的挑战迫在眉睫:所有旧锂电池如何处理?
电动汽车安静地嗡嗡声逐渐取代内燃机的轰鸣的声音和排出有毒烟雾,我们熟悉的世界将发生一些变化。加油站的强烈气味将消失在无味的充电站中,汽车就像我们的手机一样,可以根据需要重新给电池充电。与此同时,遍布地平线的燃气发电站可能会被改装成容纳大量电池,有朝一日可以用可再生能源为整个城市供电。
这个电气化的未来比你想象的要近得多。通用汽车今年早些时候宣布,它计划到年停止销售汽油动力汽车。奥迪的目标是到年停止生产它们,许多其他主要汽车公司也纷纷效仿。事实上,据报道,到年,全球三分之二的乘用新车销量将是电动的。由于电池存储技术的进步,世界各地的电网规模系统正在迅速增长。
虽然这听起来像是实现可持续电力和公路旅行的理想途径,但存在一个大问题。目前,锂(Li)离子电池通常用于电动汽车和用于存储可再生能源的大型电池,而锂电池难以回收利用。
正如预计的那样,随着对电动汽车的需求不断增加,回收更多电动汽车的动力将在电池和汽车行业中迅速蔓延
一个原因是,最广泛使用的回收更传统电池(如铅酸电池)的方法不适用于锂电池。后者通常更大、更重、更复杂,如果拆开错误甚至会很危险。
在普通电池回收厂中,电池部件被粉碎成粉末,然后将粉末熔化(火法冶金)或溶解在酸中(湿法冶金)。但是锂电池由许多不同的部件组成,如果不小心拆卸,它们可能会爆炸。即使锂电池以这种方式分解,产品也不容易重复使用。
莱斯特大学物理化学家安德鲁·阿博特(AndrewAbbott)说:“目前简单地切碎所有东西并试图纯化复杂混合物的方法会导致生产成本低、产品价值低。”因此,回收它们比开采更多锂以制造新锂的成本更高。此外,由于大规模、廉价的锂电池回收方法落后,全球只有约5%的锂电池被回收,这意味着大多数只是浪费。
但随着对电动汽车的需求增加,正如预计的那样,回收更多电动汽车的动力将在电池和汽车行业中迅速蔓延。
目前锂电池回收的缺点并不是它们造成环境压力的唯一原因。开采锂电池所需的各种金属需要大量资源。开采一吨锂需要,加仑(2,,升)的水。在智利的阿塔卡马盐滩,锂矿开采与国家保护区的植被减少、白天温度升高和干旱状况加剧有关。因此,即使电动汽车在其整个生命周期内可能有助于减少二氧化碳(CO2)排放,但为其提供动力的电池在其生命周期之初会产生大量的环境足迹。
然而,如果能更有效地回收使用大约10年左右后将耗尽的数百万个锂电池,它将有助于抵消所有能量消耗。几个实验室一直致力于改进更有效的回收方法,以便最终以标准化、环保的方式回收锂电池,以满足飙升的需求。
“我们必须想办法让它进入我们所说的循环生命周期,因为锂、钴和镍需要大量电力和大量努力才能开采和提炼并制成电池。我们再也不能将电池视为一次性电池,”加州大学圣地亚哥分校能源技术教授ShirleyMeng说。
电池单元具有金属阴极,或正电极,所述电化学反应期间收集电子,由锂和元素,通常包括钴,镍,锰和铁的一些混合使用。它还具有阳极,或将电子释放到外部电路的电极,由石墨、隔膜和某种电解质制成,电解质是在阴极和阳极之间传输电子的介质。从阳极移动到阴极的锂离子形成电流。阴极中的金属是电池中最有价值的部分,化学家在拆解锂电池时重点
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