![动漫 h [电板回收]一文了解锂电回收：近况、远景与挑战](/uploads/allimg/250701/01154HF109C4.jpg)
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锂离子电板的主要用途可大体分为三类：能源电板（瞩目是EV battery，不叫Power battery），储能系统（energy storage system，ESS）以及消耗类电子品（consumer electronic，CE）。能源电板是主要增长点，而储能应用也在稳步擢升。人所共知，锂离子电板的寿命是有限的，在翌日，将有海量电板“退役”，很彰着不可缓慢丢弃，因为电板中含有许多无益的有机溶剂以及重金属等，轻侮环境。那么该若何处理废旧电板呢？请往下看。图片
二次使用Reuse，调整用途再行使Repurposin以及电板回收Recycling
常常对废旧电板有3种处理方法：
1 二次使用Reuse
当锂离子电板不再知足其标的客户的需求时，与其将电板丢弃，不如礼聘二次使用。电板性能会跟着时刻的推移而衰减，但是，用过电板仍可为其他应用提供有用的能量储存。举例，如若电动汽车电板的能量不及以知足车主对续航里程的需求，则可将其从头给对电动汽车电板续航里程条款较低的车主使用。2 调整用途再行使Repurposing
关于不再知足用户需求或以其他神气被丢弃的锂离子电板，调整用途再行使和二次使用是两种同样的、环保的替代电板回收或丢弃的方法。如若电动汽车电板的能量不及以知足车主对续航里程的需求，可将其改装成储能电板，用于储存太阳能电板板的能量。或者不错改装成其他种类的电板。3 回收行使Recycling
回收电板材料是最初将废旧电板材料迤逦掉，然后从中索求出来有价值的金属和化合物。为什么锂离子电板回收至关紧要
看成减少温室气体排放和遏抑全球变暖影响的执续标的的一部分，电动汽车（EV）正在全球范围内被平淡袭取。迄今为止，已有 20 多个国度晓喻了到2020 年罢了电动化标的或不容使用传统内燃机汽车的计较。120 多个国度和欧盟已晓喻在翌日几十年内完简约零排放标的。此外，汽车公司也启动积极鼓励各自车队的电气化。梅赛德斯-飞奔晓喻将在 2030 年前罢了其翌日通盘居品的电气化；奥迪晓喻到2033 年将实足弃世分娩统统内燃机汽车，同期到 2026 年只推出纯电动汽车。福特、通用汽车（GM）和Stellantis辩论确保到 2030 年零排放汽车的销量占到 40%-50%；以及沃尔沃将在 2030 年前用纯电动汽车取代其通盘居品。跟着电动汽车产量的激增，对电板联系原材料的需求也在加多、镍、钴、锰、锂和石墨等电板联系原材料的需求天然导致了开采和分娩的加多。但是，即使按照面前的水平，要知足全球供应链的预期需求也需要很长的准备时刻。因此，展望翌日将出现严重的原材料短缺。翌日原材料将严重短缺，尤其是锂和钴。同期，由于消耗类电子居品的锂电板平均寿命为1-3年，而电动汽车或储能系统的锂电板平均寿命为8-10年，因此到2023年将产生约20万吨消耗类锂电板废物和88万吨能源类锂电板废物。如若不可相宜处理废旧锂离子电板，大齐的废旧锂离子电板将形成严重的环境问题，特殊是Co、Ni、Mn和HF等有毒重金属和煦体可能从处理不妥的废旧锂离子电板中开释到环境中。不外，废旧锂离子电板也不错被视为一种资源。废锂电板的里面材料齐是电板级的，因此不错从头参加到新电板的分娩中。分娩新电板。因此，废锂电板的回收行使不错为新电板的分娩供应链提供二次材料开端。此外，袭取回收的正极材料可量入制出20%以上的锂电板总成本，而通过从废锂电板中回收阴极材料除外的更多因素，还不错罢了更多的潜在简约。2022年锂电回收商场约65亿好意思元，有机构预测到2031年，锂电回收商场可扩大至351亿好意思元。图片
锂电回收方法有哪些？
常见的方法有三种，平直回收（direct recycling），湿法冶金（hydrometallurgy）以及火法冶金（pyrometallurgy）。平直回收（direct recycling）
顾名念念义，平直轮回行使是在不迤逦电板化学结构的情况下平直回收和再行使电板组件。它所需的加工更少，并能保执电板正极的晶体纳米结构无缺无损。更少的加工意味着材料再行使的成本大大缩短。问题是，很少有制造商在假想电板时探求到回收行使。相背，他们强调的是成果、耐用性和低分娩成本。这种买卖方式意味着许多锂电板齐含有胶水和特殊小的部件。此外，电板假想也莫得长入设施，因此诱惑一个通用的电板拆解历程具有挑战性。尽管如斯，工程师们仍在勤苦。好意思国能源部阿贡国度实验室下属的ReCell 中心旨在修订电动汽车电板的回收行使。该中心的标的之一是创建经济上可行的平直回收工艺。辩论东谈主员仍是在实验室开发并测试了一些期间，生效地从锂电板中回收了材料。下一步将进行试验教练，以敬佩这些方法在更大范围内是否灵验，以及是否经济实惠。湿法冶金（hydrometallurgy）—“泡它”
这种电动汽车电板回收期间波及在处理过程中使用水溶液。冶金的一种阵势--浸出--需要将锂离子电板浸泡在强酸中，使金属溶化。这种方法有助于回收大齐材料。不外，浸出法常常也条款回收期间东谈主员在处理电板之前先移除塑料外壳，并将电板的电解液排出，这使得处理过程既奋斗又耗时。湿法冶金的复杂性亦然开采新电板金属比回收电板更低廉的原因之一。据忖度，东谈主们对锂离子电板的回收率不到5%，而对铅酸电板的回收率高达 99%。不外，一家使用湿法冶金的公司不错让废旧电动车电板的回收变得更容易。Li-Cycle公司据称是北好意思最大的锂离子电板回收商，它袭取浸出法提真金不怕火电板，可回收95%以上的原材料。最初，Li-Cycle将电板放入大桶中，使其幻灭并放电。然后，电板进入化学槽，开释出掩盖在其中的金属。塑料电板隔阂会看法成薄片。集流体变成了铜箔和铝箔，而负极的石墨变成了浓缩碳。这种方法还能从正极中单独回收锂、钴和镍。火法冶金（pyrometallurgy）——“烧它”动漫 h
杨超越 ai换脸火冶法是最常见的锂电板失活方法。这种期间是通过废弃电板来迤逦其塑料外壳和其他不需要的材料，剩下的仅仅一小部分原始金属。常常情况下，只消正极的镍或钴以及集电体的铜不错回收，而大部分的锂和铝齐会丢失。天然这一过程下里巴人，但却要付出千里重的环境代价。熔真金不怕火是一种常见的火法冶金期间，袭取化石燃料驱动的熔炉，在使用过程中会向大气排放更多废气。面前已有冶真金不怕火功课来处理开采的矿石，因此将其从头用于电动汽车电板回收再行使特殊便捷。东谈主们回收的为数未几的锂离子电板常常齐会被送进熔真金不怕火炉。面前，一家位于内华达州、名为Redwood Materials 的公司但愿改造锂电板回收的本色。该公司旨在通过回收、再加工和再行使废旧电板中的金属，打造一个闭环供应链。该组织将浸出法和高温冶金法相纠合，可回收电板中高达98% 的镍、钴、铝、石墨和铜，并将其从头用于新的电板材料。它还能从电动汽车电板中回收 80% 以上的锂。期间东谈主员在分辨金属的休养器中加热电板。红木行使残余能量（如电解液中的有机物），从电板自己而非化石燃料中为休养器提供能源。统统过程收尾后，剩下的即是金属合金。然后，期间东谈主员行使湿法冶金期间对材料进行过滤，以索求其中的因素。Redwood的工艺能将电板实足看法成基本部件，包括硫酸钴、硫酸镍和碳酸锂。这些材料可随时从头参加电板分娩历程。电动汽车电板的需求正在激增，如若其方法得到履行，Redwood将成为回收行业的紧要参与者。事实确认，将水冶和火冶相纠合特殊灵验，况兼行使电板残余能量还能同期减少排放和缩短成本。该公司在内华达州的工场仍是处理了概况50 万磅材料。Redwood得回了大众汽车的投资。三种回收方法对比
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常用的电板材料以及他们的回收方法
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锂电回收过程
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(A) 湿法回收. (B) 火法回收. (C) 平直回收.
锂电回收的穷困与挑战
期间挑战
面前，现存的锂离子电板回收期间齐不睬想，因为仍有许多挑战和遏抑需要措置。与此同期，商用锂离子电板的开发也在约束发展。为了罢了更高的能量密度、更长的行驶里程和更高的安全性，大齐使命麇集会在发明新材料和修订电板假想上，从而约束推动锂电板的快速发展。电板假想挑战
锂电板常常有三种主要外壳类型：圆柱形电板、方形电板和软包电板。圆柱形电板有多种尺寸，最常见的两种尺寸是18650 和 2170。方形电板是硬质矩形，也有不同的尺寸。临了，软包电板的体式和尺寸愈加种种，在业内常常莫得设施尺寸。这三种不同类型的锂电板外壳还被用来构成不同的模块和组件，这给拆卸和预处理使命带来了特殊的挑战。此外，由于为了提高特定电动汽车假想的空间行使成果，模块和电板组的布局和内容不错不同，因此制造商热衷于开发和袭取新的电板结构。举例，特斯拉4680全极耳电板假想。比亚迪推出了刀片电板组，将电板组的空间行使率提高了50%以上，并使磷酸铁锂（LFP）正清贫回商场。CATL的新式电板到电板组 (CTP) 期间将体积行使率提高了20%，分娩成果提高了50%。天然这些修订的电板、模块和电板组假想有助于电动汽车的普及，但也给那些对废锂离子电板回收感兴味的东谈主带来了挑战。平直回收工艺将濒临最大的穷困，因为这些特殊且鬼出电入的电板假想使得必要的组件拆卸和分辨使命变得更具挑战性。另一方面，火法冶金工艺由于对预处理的条款较低，因此不错忽略约束变化的电板假想所带来的挑战。湿法冶金工艺提供了一种折中决议，它纠合了火法冶金工艺和平直回收工艺的优点。不外，拆解和预处理期间还需要进一步开发，以缩短回收获本。同期，翌日的电板假想应试虑是否不错将后续的拆卸和分辨看成促进回收的一种技能。电板材料挑战
回收工艺必须探求若何处理不同化学因素的混杂正极材料，并将这些材料转机为对刻下电板有用的配方。石墨是面前锂离子电板的首选负极材料，但由于其附加值较低，常常不会被回收行使。但是，跟着大齐锂电板需要回收，辩论东谈主员应该启动探求专门针对负极材料的回收期间。红运的是，石墨和硅基负极材料具有相对的惰性，这意味着它们在大多数回收工艺中齐很容易被索求出来。但是，规复或再生原有结构和性能仍是一项挑战。硅负极在锂化/去锂化过程中会阅历严重的扩展和收缩，导致保护壳离散，单个硅颗粒随之冲破。与面前的锂离子电板比拟，全固态电板（ASSB）具有特殊的热结识性和性能结识性，成本更低，能量密度更高，因此有望在翌日得到袭取。事实上，丰田公司已于 2020 年 6 月启动对其全固态电板电动汽车原型进行路试。大众、福特和良马也在加多对全固态电板的投资。但是，全固态电板的回收着实不存在，不同类型的固态电解质(SSE) 化学因素和锂金属阳极将给回收过程带来更多挑战。咱们已在之前的使命中翔实盘考了全固态电板的回收问题。主要挑战在于分辨过程，其中必须包括将固态电解质与其他电板组件分辨，以及将不同类型的固态电解质与可能的混杂原料分辨。同期，天然锂金属看成负极可提供高能量密度，但由于其响应活性高，会带来严重的安全隐患。因此，制造商在假想和礼聘全固态电板材料时需要探求回收问题。扩大范畴挑战
扩大范畴有两层含义。其一是从学术辩论到初步工业应用和买卖化的旅途。天然学术辩论东谈主员老是有翻新的主义，但系统常常是台式的和简化的。比拟之下，工业环境则范畴高大且复杂，在经济上难以保证饱和的费解量。因此，学术界和工业界之间的信息不匹配会遏抑回收期间的发展（其他鸿沟亦然如斯）。扩大范畴的另一个含义是指工业范畴，是指产量逾越中试范畴的工场。举例，到2030年，全球废锂电板的年产量将达到约200万吨。任何显贵水平的锂离子电板回收行使齐必须以远远超出教练工场的范畴进行，并具备与废锂离子电板产量相配的必要成本和经济可行性。形成回收率低的主要挑战是锂电板的种种性、复杂性、缺少监管和非设施化，导致分拣、拆卸和预处理门径存在终止，从而缩短了回收工艺的利润，使其在经济上不可行。此外，还有一系列非期间性挑战，如大范畴收罗、运载和储存废锂电板的物流问题。经济挑战
如今，买卖回收工艺依赖于从锂电板中回收有价值的阴极材料所得回的利润。但是，在新的阴极材料化学因素中，阴极中最有价值的元素—钴正在挑升减少，因此，传统的锂离子电板回收在经济上更具挑战性。因此，优化或改造现存的回收期间以提高利润并保执经济可行性是必要和紧要的，这为辩论缩短成本和丰殷买卖方式带来了大齐辩论契机，如更好的拆解期间、分类和分辨方法、通用回收工艺、回收假想和电板设施化等。电板材料条款/测试
劝服大型电板制造商在其分娩线上使用回收材料亦然一项相配大的挑战。最初必须确保回收材料的性能不错与原生材料相比好意思，甚而逾越原生材料。大多数实验室范畴的测试齐是针对低电极负载（小于0.62mAh/cm2）和低活性材料因素（∼80wt%）的扣式电板或单层软包电板，这两项规划齐远远逾期于典型的工业条款（多层软包电板的电极负载∼3mAh/cm2，活性材料因素∼95wt%）。因此，典型的实验室测试远不可劝服工业制造商袭取回收材料。因此，需要对扣式电板和单层软包电板除外的电板阵势进行可靠的测试。此外，有必要在行业水平的配方和外形尺寸上与早先进的原生材料进行并列比较，以提供具有竞争力的基准，并消弱对使用回收材料的担忧。因此，咱们饱读吹与工业界和谐，匡助大学或实验室了解并知足工业条款。锂电回收或是下一个风口，面前，许多大公司仍是布局锂电回收。临了，给民众共享一些锂电回收公司，如有遗漏，烦请护理。图片
参考文件
1.https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/lithium-ion-battery-manufacturing-capacity-2022-2030
2.https://interactanalysis.com/insight/lithium-ion-battery-market-is-moving-into-surge-mode/
3.https://www.cell.com/chem/pdf/S2451-9294(21)00475-7.pdf
4.https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/lithium-ion-battery-recycling-market-153488928.html
5.https://energycentral.com/c/ec/complete-guide-ev-battery-recycling-techniques
6.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c02602
7.https://www.nature.com/articles/s41586-019-1682-5
8.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/gch2.202200099#:~:text=However， some valuable elements such动漫 h，， and some greenhouse gasses).
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