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电池储能材料如何更好回收利用
作者:转自中国储能网  发布时间:2019-2-15  

近年来,美国公用事业规模的电池储能部署大幅增长,其中80%基于锂离子电池。对于锂离子电池来说,为了确保其作为全球能源基础设施的重要组成部分的地位,就需要一个强大的产品供应链,其中包括高效和经济的电池回收处理流程。

对于电动汽车和储能市场的应用而言,锂离子电池供不应求导致了电池价格的周期性上涨,这是原始设备制造商(OEM)无法承担额外成本的主要原因。电池回收是一种有效利用电池废料的方法,提供了缓解电池价格波动的机会。

如今,中国已经成为推广和采用可再生能源技术的领先国家,并且成为可再生能源发电、电动汽车和锂离子电池的最大市场。中国为全球经济和基础设施的扩张提供资金,一直致力于保护矿产资源,并强制要求回收利用锂离子电池。而如今,每吨锂离子电池材料的价格超过10,000美元,这是许多公司一直在大力投资电池回收技术的原因。而在美国,强制要求锂离子电池回收利用似乎只是一个时间问题。

然而,锂离子电池的结构紧凑而复杂,锂材料包含在价值更低的材料和组件中,例如铝、铜和塑料薄膜,使其难以有效地回收和利用。此外,电池行业的快速创新意味着为了使回收过程具有可扩展性,必须能够处理电池各种物理和化学成分。

应用最广泛的锂离子电池回收方法之一是火法冶金,将锂离子电池在高炉中进行焚烧以回收镍和钴的合金。最近,一些从业者报告表明,能够从产生的炉渣中回收锂。采用这种技术的公司通常拥有大量资产以及丰富的操作经验,能够有效地转换这些高负债资产,并从锂离子电池材料中提取一些高价值的金属。虽然这种技术可以应用于大多数种类的锂离子电池,并且几乎不需要预处理,但每加工一吨电池就能释放一吨二氧化碳,而且无法获得更多的经济价值。

由A123系统和电池源阴极粉末制成的电池,经过测试表明可以显著提高循环寿命。其测试仍在进行中。

Battery Resourcers公司开发了一种可以回收锂离子电池的化学平台,无论其大小、形状或化学性质如何。该过程在低温下完成,不会产生有毒废物,同时回收超过90%的电池材料和70%的电池价值。每种回收的材料都可以用于蓄电池的生产,从电池阴极材料到传统的金属回收,通过采用独特的工艺,直接生产出阴极材料。这是全球最高效的锂离子电池回收技术之一,可提供卓越的性能和可持续性。

这个过程本身相当简单。Battery Resourcers公司使用物理分离方法从金属电极和电池外壳中提取出阴极和阳极材料。电池外壳和电极在金属回收生产线上回收,可以将废金属与塑料分离。然后将阴极溶解在酸中,并与阳极分离,使阴极回到原子水平。通过这一专有工艺,Battery Resourcers公司将改造新的阴极材料,并制成合适的尺寸和形状,将其重新应用在新电池中。

该技术最初是在2012年伍斯特理工学院Yan Wang教授的实验室中开发的。在首席执行官Eric Gratz领导下,该团队将实验室规模每天处理50千克废旧电池扩大每天可处理500千克,这相当于每天可以处理一辆电动车辆的电池组。马萨诸塞州的伍斯特工厂目前正在处理来自主要汽车制造商的电池以及来自电池制造商的废旧电池。而其下一步计划是建设一个回收工厂,每天可以处理5吨废弃电池,计划于2020年第一季度上线运营。而这个电池材料回收规模可以满足日益增长的美国电动汽车电池的需求。

随着储能应用的不断发展,以及电网规模的储能部署的升级,电池回收将成为一个日益重要的行业。

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