回收利用如何解决电池金属短缺

【友财网讯】-很明显，未来不太可能有足够的锂来满足电池的需求，汽车制造商和能源公司正在探索回收和再利用锂离子电池的方法。然而，该行业高度不发达，目前缺乏监管框架来保证一套统一的电池回收标准，需要更多的资金来支持其扩张。

在消费者层面，在美国，环境保护署(EPA)要求使用锂离子(Li-ion)电池的人们不要将其与普通废物一起丢弃。给出的理由是为了保存电池中发现的关键矿物质，如钴、石墨和锂。他们还警告说，如果被打破，它们会成为火灾隐患。

美国环境保护署要求消费者将旧锂离子电池送到有资质的电池电子回收公司，而不是放入市政回收箱，但这一建议很少被采纳。许多家庭不恰当地丢弃锂离子电池，或者保存多年，存放在未使用的电子设备中。这种情况不太可能发生在较大的电池上，比如电动汽车中的电池，但它肯定会发生在手机、笔记本电脑和其他电子设备上。

锂离子电池的回收利用面临诸多挑战。首先，这些电池现在无处不在，这意味着有必要提高公众对电池回收的认识——这在每个城市、州或国家都不相同。其次，电池回收设施并不总是存在。美国地质勘探局最近的一份报告显示，北美和欧洲大约有24家公司回收锂电池，但在国家或地区层面上很少协调电池回收。第三，建立有效且协调的锂离子电池回收方法成本高昂，并且需要新的基础设施和专业知识来确保关键矿物得到保护和再利用。

然而，扔掉这些电池的成本也很高，因为我们失去了支持绿色转型所必需的矿物质。由于全球采矿活动有限，这些矿物的供应链不完善，如果不进行回收，我们不太可能拥有足够的矿物来满足未来几十年所有电池的需求。

电池回收的未来充满希望，一些研究表明，回收的锂离子电池甚至可能比新电池表现更好。由于缺乏电池回收资金，创新直到最近才开始出现。此前，制造商担心回收电池可能质量低下，寿命比新电池短。然而，最近的进展表明，这种担心是没有根据的。《焦耳》（Joule）杂志2022年的一份报告表明，通过翻新阴极——锂离子电池中最昂贵的部件和提供适当电压的关键——电池回收可以非常有效。

创新不止于此。上个月，劳伦斯伯克利大学(Lawrence Berkeley)的科学家宣布，他们已经找到了一种更安全、更便宜的回收新方法，使用一种新材料，只需用水就可以回收锂离子电池。电池需要像胶水一样的粘合剂将带正电的阴极和带负电的阳极(传导电流)粘合在一起。然而，一种新材料可以提供快速释放的粘合特性，这种特性需要在溶解于含有氢氧化钠的室温碱性水中之前将部件固定在一起。这使得电池金属从溶液中过滤出来并风干，而不需要燃烧——燃烧会释放毒素。

各国政府现在看到了电池回收的潜力，美国能源部(DoE)将其视为绿色转型的关键。上个月，美国能源部向电池回收公司Li-Cycle提供了3.75亿美元的有条件贷款，用于在纽约罗切斯特附近开发一家材料厂。随着锂的价格在2022年大幅上涨，随着需求增加和供应限制变得明显，政府正在寻找替代方法来获取锂，包括电池回收。罗彻斯特工厂将是Li-Cycle在北美的第四家工厂，但与其他工厂不同的是，该工厂不仅处理电池材料，还将把回收产品转化为用于新电池的材料。

一旦投入运营，该工厂预计将回收足够20万辆电动汽车使用的电池，生产8500吨碳酸锂，以及硫酸镍和硫酸钴。Li-Cycle的联合创始人兼首席执行官阿杰伊·科克哈尔（Ajay Kochhar）表示，融易新媒体，“回收是一种未被认可的，或不被重视的供应需求缓解者。”

他补充说，“我认为我们当然既需要一次资源，即矿源，也需要二次资源……每一个单位都包括锂、镍、钴。我认为，随着IRA的覆盖以及围绕这些材料采购的企业目标的覆盖，回收将变得非常重要。”科克哈尔相信，在未来十年，电池回收可以满足市场对电池级锂、镍和钴的10%到20%的需求。

虽然扩大采矿活动是确保在绿色转型中向市场稳定供应锂和其他重要矿物的关键，但电池回收也将发挥关键作用。随着最近技术和回收流程的创新，政府更愿意投资于电池回收，以确保旧电池中发现的关键矿物质不会被简单丢弃，这为锂离子电池制造的循环性带来了希望。