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动力电池回收:循环经济下的金属材料新战场

时间:2024-12-27 14:16:01来源:ITBEAR编辑:快讯团队

随着全球对减少汽油依赖的努力日益增强,一个令人意外的环境正面效应逐渐显现:我们并未因此陷入环境危机。这一乐观景象很大程度上得益于电池技术,尤其是锂电池,其具备的一个独特优势——循环再利用,是石油产品所不具备的。

对比汽油和柴油,这些传统燃料一旦进入汽车油箱,便迅速消耗,同时排放多种污染物。而电池则呈现出完全不同的环保面貌。随着新能源汽车产业的蓬勃发展,动力电池回收这一新兴领域逐渐受到重视。新能源汽车市场的快速增长,不仅推动了动力电池需求的激增,也带来了退役电池数量的显著增加。

欧洲已经制定了电池废料中材料回收的最低再利用标准,例如,到2027年锂的再利用率需达到50%,2031年则需达到80%;钴、铜、铅和镍的回收率目标更高,到2027年需达到90%,2031年则需达到95%。回收的锂离子电池材料价值巨大,钴每吨价值超过30,000美元,锂每吨价格约为10,000美元。这不仅提供了商业机会,还减少了有害采矿活动的需求。

一种名为“直接回收”的新兴技术,旨在保留电池中阴极和阳极材料的功能,而非完全分解。这种方法通过分离、清洁和翻新这些材料,使其能够重新部署到新的电池单元中,降低了能源消耗和回收成本,减少了浪费。然而,回收过程中材料存在污染和降解的风险,可能影响新电池的效率,且其他组件如电解质、隔膜和外壳仍需其他方法回收。

尽管电动汽车电池回收面临经济可行性挑战,但相关法规正在制定中。这些法规要求电池组件详细标记,以方便回收。电动汽车制造商越来越多地被要求负责回收电池,这在欧盟、中国和美国的部分地区已成为法律要求。工业和信息化部发布的《新能源汽车废旧动力电池综合利用行业规范条件》,进一步规范了废旧动力电池的综合利用行为,提升了安全与环保责任。

规范强调,要推动正负极材料、隔膜、电解液等关键部件的再生利用技术研发与应用,提升废旧动力电池的再生利用效率和水平。具体目标包括:破碎分离后的电极粉料回收率需达到98%以上,锂的回收率不低于90%,镍、钴、锰的回收率达到98%以上,工艺废水的循环利用率达到90%以上。

回收电动汽车电池对环境影响深远。它减少了原材料开采需求,防止有害电池废物进入垃圾填埋场,通过循环经济显著降低了生产新电动汽车电池的碳足迹。回收将在未来电动汽车电池供应链中发挥重要作用,缓解原材料限制和稀缺的威胁。然而,由于仍处于电动汽车及其电池技术开发的早期阶段,未来可能面临挑战。

近年来,电池金属行业经历了巨大挑战。锂、镍和钴的价格在2023年暴跌,并在2024年持续下滑。面对低价压力,许多矿山关闭,项目计划推迟。尽管全球电动汽车市场仍在扩张,但电池金属行业却面临两个主要问题:中国是电动汽车的主要驱动力,而西方市场动力不足;许多消费者更倾向于选择混合动力或插电式混合动力汽车,而非纯电动汽车,导致金属阴极输入量减少。

磷酸铁锂电池市场份额的上升,部分抵消了锂需求的下降。中国电池制造商已提升磷酸铁锂电池性能,使其单次充电续航里程超过1000公里。然而,这对于镍、钴和锰市场却是坏消息。新电动汽车销售中使用的锂量增长迅速,但镍、锰和钴的使用量增长缓慢,反映了向混合动力汽车的转变以及电池化学组合的变化。

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