電動選擇引發(fā)了對電池回收的新?lián)鷳n。

　　出于眾所周知的原因，人們對新的、改進的電池化學成分和結構給予了很多關注。畢竟，即使電池體積或重量性能的微小改進也會對儲能和按需供電的大局產生重大影響。盡管如此，研究人員仍在尋求重大突破，雖然有人聲稱中小型電池，但從改進電池的實驗室版本到即使是適度的試運行，與具有數(shù)百萬個單位和長期性能問題的真正大規(guī)模生產非常不同。

　　還有另一面或一面 電池 非常重要的方程式：回收放電的初級(不可充電)電池和耗盡的二次(可充電)電池。當然，兩者都是礦物和其他材料的主要消費者，但由于所有類型的電動汽車(EV)和儲能系統(tǒng)(ESS)的增長，可充電鋰離子電池受到最多關注。. 現(xiàn)實情況是，電池回收沒有單一循環(huán)(圖1).

　　從電池材料的采購到最初的電池使用，再到回收和再利用，有很多途徑。(來源：阿貢國家實驗室)

　　現(xiàn)在有多少部分的一次電池和二次電池被回收利用?與許多此類問題一樣，答案取決于問題的上下文和數(shù)據(jù)來源。例如：

　　? 您是否通過電池的數(shù)量、重量或能量容量來衡量?

　　?您是否包括通常扔進垃圾桶的小紐扣和紐扣電池(即使它們不應該扔進垃圾桶)，筆記本電腦和智能手機的中型包裝，以及更大的 電池組件 在電動汽車和儲能系統(tǒng)中?

　　? 您使用國家、地區(qū)還是全球號碼?

　　? 送去回收的電池數(shù)量或重量與實際回收和可重復使用的材料量有何關系?

　　? 電池化學成分的數(shù)量有何不同?

　　最后，始終存在的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可信度問題：這些數(shù)字通常給出的表觀精度是否也具有相應的準確性?

　　對這些問題的研究表明，數(shù)字無處不在。其中似乎具有一定的一致性和可信度的是，至少有95%的經典且仍然廣泛使用的鉛酸電池被回收，而只有約5%的鋰基電池(“其他”)被回收，(圖2) 在歐盟;美國的數(shù)字大致相同。(此處介紹的研究來自不需要年度訂閱即可訪問的來源。

　　歐盟對鉛酸(上)、鎳鎘(中)和“其他”化學品(下)使用再生電池材料的逐國估計數(shù);請注意，這些數(shù)字高于除鉛酸以外的其他估計值，“其他”類別包括鋰基電池，估計僅為5%左右。(資料來源：歐盟統(tǒng)計局)

　　為什么回收與電池類型不同?有幾個原因。

　　首先，在技術上，回收和回收電池中的鉛比在我們所謂的“鋰”電池中對鈷、錳、磷酸鹽和鋰等礦物質的復雜融合進行回收要簡單得多。

　　此外，鉛酸電池的物理外形相對較少。

　　最后，這些電池有一個完善的回收鏈，通常在汽車經銷商、汽車供應店或廢料場被移除。

　　盡管如此，回收電池和回收/再利用組成材料的潛在好處吸引了很多興趣，這轉化為金錢，投資改進基礎技術，以及建造設施來做到這一點。 《華爾街日報》 最近報道了資金浪潮(一些政府撥款，一些私人投資)用于回收研究和大型工廠。其中一些工廠是獨立的運營，然后將回收材料轉售給任何可能的人，而其他工廠則與電池制造商正式或非正式地結盟。 汽車制造商.

　　他們都面臨的問題是現(xiàn)代技術的結果，它不僅僅是電池。

　　使我們的許多成就成為可能的原因是，我們通過材料科學學會了如何改性、組合、混合和適應基本物質(石材、木材、礦物、元素、石油、天然氣和礦石)，以創(chuàng)造具有正確性能的材料，以提供跨多個屬性所需的性能。(想想“簡單”連接器，其玻璃環(huán)氧樹脂主體、金屬合金觸點和各種類型的薄表面鍍層。因此，您不是在產品或設備中使用基本的、易于定義的材料，而是將所有修改和合并的復雜組合。

　　分解這些材料以將它們恢復到原來的，因此可以重復使用的成分是困難的，有時是不可能的。這不僅僅是擰開、解膠或解開有形部件的問題，而是需要大量的能源、化學品、物理空間等，并且通常還會產生令人討厭的殘留物。通俗地說，除非你應用大量的技術和精力，否則很難解開那個雞蛋。

　　也許這是熵原理的另一種表現(xiàn)，具有普遍無序的趨勢，因此試圖重建秩序即使不是不可能，也是一項艱巨的任務。想想氣體釋放到腔室時的隨機混合

　　實用有效的電池回收和隨后的材料回收是否需要突破?(例如，阿貢國家實驗室聲稱鋰電池取得了“突破”，但這在早期階段是一個很大的主張，見 參考文獻 1).還是只是緩慢而穩(wěn)定的進展會讓我們到達那里?只有當開采和精煉新礦物和材料的稀缺性和成本變得比回收和再利用現(xiàn)有產品更加繁重時，它才會變得可行嗎?整個回收鏈在確保穩(wěn)定供應或純材料方面的作用是什么?

　　只是希望它如此不一定能實現(xiàn)它，盡管有金錢和最好的意圖?；厥?、回收和再利用這些先進的配方比對紙張等簡單產品進行回收、回收和再利用要困難得多，甚至這非常復雜。敬請期待，這是一次有趣的旅程。

　　引用

　　阿貢國家實驗室，”突破性研究使電池回收更經濟"

　　歐盟統(tǒng)計局，”廢物統(tǒng)計 – 電池和蓄電池的回收"

　　廢物潛水，”投資浪潮只是電動汽車電池回收的開始"

　　美國化學學會，化學與工程新聞，”是時候認真對待鋰離子電池的回收了"

　　Ars Technica，”鋰要花很多錢，那么我們?yōu)槭裁床换厥珍囯姵啬?"

　　Ars Technica，”電動汽車電池可能值得回收，但公交車電池還不值得回收"

　　全球通訊社，”電池回收的全球市場(2021年)：COVID-19的成長與變化"

　　《華爾街日報》，”電池回收競賽在通貨膨脹降低法案后升溫“， 2022 年 9 月 14 日

　　本文最初發(fā)表于 電子電氣時報.

　　比爾·施韋伯 是一名電子工程師，撰寫了三本關于電子通信系統(tǒng)的教科書，以及數(shù)百篇技術文章、觀點專欄和產品功能。在過去的職位上，他曾擔任多個EE Times網站的技術網站經理，并在EDN擔任執(zhí)行編輯和模擬編輯。在ADI公司，他從事營銷傳播工作;因此，他一直在技術公關職能的兩邊，向媒體展示公司產品、故事和信息，并作為這些的接收者。在加入 Analog 之前，Bill 是其受人尊敬的技術期刊的副主編，并在其產品營銷和應用工程團隊工作。在這些職位之前，他曾在英斯特朗公司， 為材料試驗機控制進行實際的模擬和電源電路設計和系統(tǒng)集成。他擁有哥倫比亞大學的電子工程學士學位和馬薩諸塞大學的電子工程碩士學位，是一名注冊專業(yè)工程師，并持有高級業(yè)余無線電執(zhí)照。他還計劃、編寫和演示了有關各種工程主題的在線課程，包括 MOSFET 基礎知識、ADC 選擇和驅動 LED。