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回收将成为电动汽车未来制胜关键 铅酸电池或为电池回收指明方向

2021年07月22日 00:00 来源:新浪汽车

据国外媒体报道,电动汽车在全球汽车市场的重要正日益提升,其市场占有率正在稳步攀升。与此同时,各国政府要求禁售内燃机车,以及对清洁能源汽车的大举激励措施预计也将创造电动汽车的市场繁荣。


然而,电动汽车如想占据主导地位,还需要在供应量上与传统内燃机车一较高下,做到这一点必然将需要大量的特定材料,尤其是电池材料。因此,回收将成为电动汽车未来能否制胜的关键,回收率高达98%的铅酸电池或为未来电池回收指明方向。


EV材料回收的重要性毋庸置疑


对传统内燃机车而言,即使每年产量达到数千万辆也不需要担心供应链问题,因为这些供应链经过近一个世纪发展已经日臻成熟。然而,电动汽车供应链却尚未发展成熟,而提升EV产能却需要更多大量的材料供应。除了锂之外,钴和其他用于制造高容量、高输出电池的其他元素也是如此。与此同时,电机和相关电子元件也将受到影响,这一领域不仅需要大量的铜用来生产线圈,还需要大量的稀土金属来制造高强度磁铁。问题是,不少材料的供应是有限的,往往难以维持长期供应。此外,单一材料来源也往往会引发垄断方面的担忧。一旦出现问题,大规模供应垄断会导致短缺和价格飞涨,因为市场上没有替代材料可选。


这些材料在现代技术领域往往起到“一鼎定乾坤”效果,回收这类材料的重要性不言而喻。例如,如果锂或稀土材料的供应出现枯竭,影响的不仅仅是电动汽车,从智能手机、LED到硬盘驱动器等所有现代电子制造业都将陷入停顿。


引导回收渠道


开采新矿固然能提供更多供应,但研究如何(重复)利用已开采的原材料同样有意义。全球已经有超过1000万辆电动汽车上路,随着这些汽车的老化和退役,回收和再利用尽可能多的材料,以减轻不断生产新原材料的负担很有必要。


就目前的技术而言,有些材料的回收可能非常简单,而另一些材料却极为困难。根据调查,铜回收已经是一个成熟的行业,从汽车上回收铜线是一个非常简单直接的过程。然而,其他材料就没那么简单,现代电池回收就是其中之一。


对EV电池进行回收正是确保未来供应的重要手段,同时也是整个供应链需要跨越的技术障碍。然而,现有电池在结构设计上并没有考虑到回收问题,它们通常由多种不同的材料组成,所有这些材料都混合在一起,密封进一个封闭的容器中。接着,这些电池单元与配套的电子设备和冷却系统一同被封装在一个更大的电池组中。因此,这些电动汽车电池组很少,甚至没有一个是为便于拆卸或回收而设计的。与此同时,由于回收过程过于困难,并且代价高昂以至于不具备商业可行性,因此在这一领域尚未建立起回收基础设施。


目前的电动汽车电池组是高度集成的组件,需要花费大量的精力去拆卸。通常情况下,单个电池单元黏附在一起,导致回收极为困难,而以循环利用为主导的重新设计可能会在未来改善这一点。事实上,根据目前的研究,铅酸电池似已为未来EV电池回收指明了方向。在这类电池中,目前的工艺已经可以做到98%的材料都可以回收再利用。未来通过设计和工艺改进,可能会为业内从电动汽车电池组中回收大量的锂、钴和其他材料创造条件。据了解,澳大利亚矿商Neometals计划在德国建立一家商业规模的工厂,每年将回收再加工1.8万吨旧电池。其工作原理是首先把金属、塑料外壳和箔分离出来,然后使用涉及化学处理的湿法冶金工艺,从电池的阳极、阴极和电解质材料中分离出锂、钴、镍和其他元素。这类加工的其他选择还包括使用高温回收钴、镍和铜的火法冶炼作业,不过这种高温处理方法不适用回收锂或铝等材料。


稀土回收


迄今为止,稀土金属的回收工作也同样进展缓慢,这主要是因为供应充足抵消了再循环的需要。然而,考虑到未来的需求和当前供应的潜在风险,市场对这一领域的兴趣再度高涨。这类材料的处理方法与电池类似,涉及化学处理和高温处理两种方法。遗憾的是,两种方法在市场上都没有经济可行性。目前,这类材料中的回收利用率只有1%,其回收工作迄今仍是一个学术命题,而不是一个商业现实。


然而,全球电动化转型才刚刚起步,改善供应链和回收方法的努力仍停留在投机性投资层面,尚未真正步入开发阶段。市场经济的一个问题是,随着其他部门围绕新技术的发展而转变,往往要等到新技术被广泛采用后,主要参与者才会投资必要的配套基础设施。因此,随着电动汽车普及程度不断提升,对这类关键原料的需求预计将持续攀升,而市场成长的阵痛可能还会持续一段时间。


标签:电池回收
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