登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
核心观点:在美国内华达州等地,企业家们期待着即将到来的电动汽车锂离子电池报废热潮,并希望为回收的矿物创造一个市场。
向内华达州里诺市以东30行驶英里,经过布满灰尘、点缀着淡蓝色鼠尾草的山丘和偶尔出现的人身伤害律师广告牌,一座巨大的混凝土建筑赫然耸立在沙漠中。完全建成后,它将成为一项商业的试点,企业家们将其视为美国未来绿色经济的一个重要方面:锂离子电池回收。
建筑经理查克·莱伯指出了卡车卸下电池的区域,以及房间里用来收集泄漏化学品的深层排水管。他向我展示了建筑下方的两英尺厚的混凝土板,这是一个坚实的地基,以便工人们移动设备和调整厂房,从而改进回收过程。今年晚些时候,第一批电池将在这里进行处理,最终目标是逐步提高到每年处理2万吨电池。
这座占地6万平方英尺的工厂由美国电池技术公司所拥有,这是一项积极的探索,旨在解决电动汽车带来的环境问题——生产它们的电池组需要大量的资源。这也是在考验商业领袖能否兑现他们帮助建立循环经济的承诺:在循环经济中,材料可以无限期地重复使用,最大限度地减少从地球上不断开采更多矿物的需求。
自2019年以来,电动汽车在汽车市场上的份额增加了两倍多,2021年全球销量达到660万辆。在降低气候影响的压力及直接的监管下,许多汽车制造商已经承诺在2040年前停止销售新的燃油汽车。“我们的目标是在五年内让数千万辆电动汽车上路,”可持续发展咨询公司Anthesis Group的亚历山大·米洛瓦诺夫说,他研究了电动汽车转型将如何影响美国的电网,“我们谈论的是一个正在爆炸式增长的市场。”
为了满足不断增长的电动车电池需求,美国政府和企业正在投资国内所需矿物的开采——包括镍、锰、钴和锂(其价格在2021年增长到四倍多)。他们同时也在寻找方法,通过回收利用来减少对新开采材料的依赖。2022年3月,美国总统乔·拜登援引《国防生产法》来增加高需求矿物的供应,引导国内对采矿和其他形式的回收进行投资。
研究人员表示,解决回收利用问题有助于避免持续采矿和有害电池废弃物积累带来的环境风险,然而对这些电池进行再加工和提炼其中的金属以供重复使用既困难又昂贵,而且许多人仍然怀疑这种电池供应链能否持续运作。“电动汽车电池是一项高度复合的技术,其中包含许多不同的组件,因此回收设施将会非常复杂,”加州大学河滨分校的地质学家迈克尔·麦吉本说,“从长远来看,这很重要;但从短期来看,它还有很长的路要走。”
提取特定矿物
为了给汽车供电,电池中的电子从负极(即阳极)移动到正极(阴极)。通常情况下,阳极由铜和石墨制成,而阴极由一类称为锂金属氧化物的化合物组成,含有锂以及钴、锰和镍等其他金属。
所有这些金属都必须提取出来,而且仅靠回收还不能满足市场需求。尽管美国有很多铜矿(并从废品回收中获得相当大一部分铜),但锂离子电池中几乎所有的其他金属都来自其他国家的矿区。全球80%以上的锂来自智利、澳大利亚和中国,而60%以上的钴来自刚果民主共和国。
这种对海外市场的依赖可能伴随着代价。例如,如今开采的大部分锂来自智利脆弱的阿塔卡马沙漠,那里通过在大型池塘中蒸发盐水来提取锂。这种方法具有成本效益,但研究人员和当地社区对有毒废弃物以及水资源枯竭和污染表示担忧;据估计,提取1吨锂需要50万加仑的水,其中大部分被蒸发掉。在一些地区,开采电池金属也与侵犯人权有关,例如刚果民主共和国的钴矿,那里的公司被指控使用童工、支付低薪以及未提供基本的安全设施。
电动汽车由大型电池组提供动力,电池组由数千个单独的电池组成。每个电池包含四个主要部件:负极(阳极)、正极(阴极)、电极之间的塑料隔板,以及供锂离子流动的电解液。生产这些部件需要消耗大量的能量和材料,尤其是阴极。
材料的长途运输还会产生温室气体:在有人坐上全新电动汽车的驾驶座之前,一些电动汽车电池材料在运输途中已经旅行了数万英里。(尽管如此,除了少数例外,电动汽车的碳足迹仍比燃油车要小,因此电气化交通是减少碳排放、避免灾难性气候变化的关键。)
目前,采矿仍然是必要的,研究人员认为可以通过本土运营和新技术来减小其影响。但他们表示,改进回收利用技术和商业模式也至关重要。经过数千次的充放电后,锂离子电池的电极单元就会耗尽,正极材料就会出现裂缝,导致电池无法储存和提供足够的电量。数以百万计的电动汽车电池很快就会达到这种损耗程度,如果将它们存放在垃圾场,它们可能会渗出有毒化学物质,甚至会起火。少数几家美国公司回收电池进行再利用,但产能远低于从汽车、手机、电脑和其他电子产品中回收锂离子电池的产能。2019年,美国回收公司从垃圾填埋场转化了约15%的报废锂离子电池。
回收利用所面临的挑战
盈利能力是一个主要障碍。尽管锂离子电池中含有有价值的金属,但很难把它们拆开,从一层层紧密堆叠的无机和有机化合物中提取矿物。据一项研究估计,回收锂的成本是卤水开采原始锂的五倍。相比之下,燃油车上的铅酸电池几乎完全是从垃圾填埋场转化和回收的。“与锂离子电池相比,回收铅酸电池非常容易,”地质学家詹斯·古兹曼说,他是德国亥姆霍兹弗莱贝格资源技术研究所的所长,也是《材料科学研究前沿进展年鉴》上一篇关于构建循环金属经济的文章的合著者。
组成锂离子电池的矿物来源于世界各地,其中一些来源于环境和劳工标准相对较差的国家。上图给出了一些主要电池矿物的主要来源。
另一个问题是,目前主要的锂离子电池回收工艺也不是特别高效。许多回收商使用火法冶金工艺,需要熔化电池和烧掉塑料隔板以提取目标金属。火法冶金是能源密集型的,会排放有毒气体,而且根本无法回收包括锂在内的一些有价值的矿物。
随着电动车销售额不断增长,大规模的电动车电池报废潮将很快加剧回收问题。研究人员预测,到2028年,全世界将有超过100万吨的电池需要处理。伦敦大学国王学院的材料科学家劳拉·兰德说:“我喜欢把它与塑料行业进行比较——我们有很多塑料垃圾,而人们并没有真正面对这个问题——我只是担心这种情况也会发生在电池上。”而根据澳大利亚悉尼科技大学可持续未来研究所撰写的一份报告,如果能够实现盈利,那么到2040年,实现规模化回收电动车电池可以将全球对新开采的锂的需求减少25%,对钴和镍的需求减少35%。
美国能源部的ReCell中心正在努力改善电池回收过程,该中心由国家实验室和大学合作,于2019年启动。在这里,研究人员正在努力扩大所谓的“直接回收”的规模。 这种方法旨在更好地回收阴极材料,它是一种精心制造的粉末,而熔化或溶解整个电池会破坏它。阿贡国家实验室和ReCell中心的材料科学家阿尔伯特·里普森说:“他们投入了大量的时间和精力来制造这些漂亮的直径约为10微米的球形颗粒,它们具有正确的晶体结构。”
里普森的研究团队开发了一种化学工艺,能够成功回收阴极粉末,然后通过添加新的锂使其重获新生,恢复原电池老化时失去的充电能力。与其他使用能源密集型步骤重新制造阴极材料的回收工艺相比(这些方法中有一个步骤需要将材料投入巨大的熔炉中),直接回收方法可以提升回收电池组件的利润,同时减少温室气体排放。ReCell的直接回收方法目前只在实验室规模的批次中进行,但里普森说他的团队正在与公司合作扩大该方法的规模。
电池回收初创公司主要使用一种叫做湿法冶金的技术,将电池溶解在酸中,然后用溶剂来提取矿物质。尽管湿法冶金并不是什么新鲜技术,但美国电池技术公司、红木材料公司等回收公司均表示,他们正在提高湿法冶金的效率,回收的材料也比过去更多。这两家公司都位于内华达州北部,且都由前特斯拉工程师领导。
美国电池技术公司的负责人瑞安·梅尔塞特说,他在特斯拉的超级工厂(位于内华达州斯帕克斯郊外的一座组装电池的巨型工厂)的工作经历启发他提出了改进回收技术的方法。他的公司不会像老式的湿法冶金回收那样粉碎电池,而是使用机器分解废旧电池,将塑料、铝和钢等低价值部件分离并出售,然后通过专利化学反应提取镍、钴、锰和锂。
梅尔塞特说:“我们的团队不会仅仅把电池扔进炉子或粉碎机,而是基本上采用了许多为制造电池而开发的技术,以相反的顺序进行操作。”他说,该工艺可以回收90%以上的高价值元素。
从汽车中获取电池
然而,为了回收电池,这些初创公司首先要确保这些电池组能够被送到他们的工厂——这本身就是一个挑战,因为目前处理报废汽车的工厂没有针对电动汽车的规范流程,包括如何处理电池。梅尔塞特表示,他的公司希望与通用汽车、福特和斯特兰蒂斯(拥有道奇、吉普和玛莎拉蒂等多个品牌)建立新的合作关系,以确保在汽车以旧换新时,电池将被送去回收利用。而红木材料公司已经宣布与大众、丰田、福特和其他汽车制造商在电池收集和回收方面开展合作。
我和建筑经理莱伯在美国电池技术公司未来的回收设施中穿行,他向我展示了成品仓库的位置,就在卡车卸货点对面的大楼里。在第一阶段的运营中,这些成品将由“黑色物质”组成,这是一种易碎的贵重金属混合物,将被出售给冶炼公司进行进一步精炼,然后转售给电池制造商。最终,该公司计划增加第二阶段,就地将这种混合物进行精炼,分别提取各种矿物。
国际能源署预计,为了实现将全球气温上升幅度控制在远低于2摄氏度(可持续发展方案)的碳排放削减目标,针对几种关键矿物的需求将会激增。如果各国只是按照目前的承诺(既定政策)采取行动,需求同样会增加,只是增速较小。
美国电池技术公司、红木材料公司、再提取技术公司和加拿大的锂循环公司构成了美国电动汽车电池回收产能的四大支柱,它们在网站上展示的愿景表明,它们正在努力建立一个无限可回收的供应链。但电池矿物真的可以无限重复使用吗?米洛娃诺夫和古兹曼等专家表示,由于劳动力成本和能源需求等障碍,这是不太可能的。但里普森说,只要经济上可行,在技术上还是有可能实现规模化,回收电池中90%以上的锂、钴、镍和铜。
归根结底,电池回收的成功取决于它能否足够便宜。负责任采矿保证倡议联盟的执行董事艾梅·布兰格表示,即使技术有所改进,回收商也可能难以使他们的产品在成本上与原始矿物竞争。该组织与企业合作,改善采矿项目的环境和劳工标准。可能还需要有激励措施和法规:在欧盟,监管机构已经提出了可持续电池的指导方针,其中包括要求电池中含有一定比例的回收材料。
梅尔塞特很乐观。他认为,由于现在大多数电池矿物都是在国际上开采的,原始矿物的运输和进口成本将使本土回收材料具有竞争力,这一计算得到了一些研究的支持。他希望大约再过两年,就开始建设一个规模更大的工厂,以跟上不断增长的电动汽车销量。由于市场对矿物的需求超过了目前回收所能提供的量,他的公司还拥有内华达州中部的锂矿开采产业的股份。
“一些世界上最大的公司正在尽可能多地购买回收的电池金属,”他说,“现在的挑战是谁能最快实现规模化。”
本文来源:杂志 Knowable Magazine
作者:Ula Chrobak
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网讯,4月23日,湖南省人民政府印发《湖南省推动大规模设备更新和消费品以旧换新实施方案》的通知。文件强调:加快发展再制造产业。鼓励对具备条件的废旧生产设备实施再制造,再制造产品设备质量特性和安全环保性能应不低于原型新品。大力推进产业基础较好的工程机械、农用机械、轨道交通、
北极星储能网获悉,据宁德时代消息,4月16日,沃尔沃汽车与宁德时代签署战略合作备忘录,旨在深化双方在可持续发展方面的合作。根据双方协议内容,沃尔沃汽车将回收退役及废旧电池,交由沃尔沃汽车认证的下游供应商进行回收处理,提取其中的镍、钴、锂等金属材料。宁德时代则利用这些再生材料生产新电
4月17日,天奇股份公告,公司拟与中国长安汽车集团有限公司(简称“中国长安”)、重庆长安汽车股份有限公司(简称“长安汽车”)共同出资设立合资公司辰致安奇循环科技有限公司,并以合资公司为主体合作开展电池回收、梯次利用及再生利用业务,目标打造成为西南区域领先的电池回收标杆企业。合资公司
北极星储能网讯,近期,新疆圣瑞绿源新能源有限公司成立,法定代表人为刘太武,注册资本为9000万元人民币。公司股东分别为:深圳市圣瑞新能源有限公司和新疆凯盛融余产业股权投资基金合伙企业(有限合伙)。经营范围包含:一般项目:新兴能源技术研发;电池零配件生产;电池零配件销售;电池制造;新能
4月10日,广州优美再生技术有限公司(以下简称广州优美)正式成立,公司由优湃能源科技(广州)有限公司与格林美集团下属武汉动力电池再生技术有限公司携手打造。广州优美落户于广州市白云区钟落潭镇,占地面积24,934平方米,建筑面积34,900平方米,一期建成后将具备动力电池回收拆解能力2万吨/年、电
北极星储能网讯,根据福建省省财政厅消息,省级财政对通过行业规范条件的废旧动力蓄电池回收利用企业,按每家20万元标准给予补助;对年处理能力在1万吨及以上、年再生利用量达5000吨及以上且信息完整、生产前驱体或正极材料的企业,按每吨1000元标准予以补助,单家企业最高补助1000万元。聚焦强化技术
北极星储能网获悉,4月9日,惠州市工业和信息化局发布关于公布新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范企业名单的公告。文件明确,惠州市恒创睿能环保科技有限公司为第二批新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件企业,中商锂新能源科技(惠州)有限公司为第五批新能源汽车废旧动力蓄电池综合
2024年4月7日,为做好电动自行车废锂离子电池回收处置工作,提升电动自行车全链条管理水平,工业和信息化部节能与综合利用司组织召开电动自行车废锂离子电池回收体系建设座谈会,部分地方工业和信息化主管部门、自行车协会及电动自行车生产企业有关人员参加会议。会上,地方工信部门介绍了本地区在推动
北极星储能网获悉,3日上午,湖南推动大规模设备更新和消费品以旧换新工作视频会议在长沙召开。湖南省委副书记、省长毛伟明强调,要深入贯彻习近平总书记在湖南考察时的重要讲话和指示精神,全方位兑现放大政策红利,全链条创新激发有效需求,切实把政策红利转化为全省高质量发展实效。毛伟明强调,要
近年来,我国锂电池产业发展迅猛,数量快速增加的同时,废旧锂电池回收利用行业,成了一条火热的赛道。废物利用原本是件好事,但《财经调查》的记者在一线走访中发现,当前锂电池回收渠道里,一些资质不全的小作坊、小工厂进入这个市场,他们擅自回收拆解旧的锂电池,并进行粗加工牟利,这些“三无”产
北极星电池网获悉,据Li-Cycle官网消息,当地时间3月26日,加拿大锂电池回收企业Li-Cycle宣布,预计裁减约60个职位,约占公司全球员工总数的17%。该公司预计在2024年第一季度末基本完成裁员,并预估裁员相关总费用约为830万美元,大部分将在未来12个月内作为现金遣散费支付。
北极星储能网讯,近日,湖南省人民政府办公厅发布关于印发《支持郴州市锂电新能源全产业链高质量发展的若干措施》的通知。全力支持郴州市把资源优势转化为产业优势,推进锂电新能源全产业链高质量发展。措施指出,培育产业集群。支持郴州市以锂电关键材料创新、尾矿尾渣资源化利用为基础,发展绿色含锂
4月29日,工信部发布2024年规章制定工作计划,其中抓紧研究论证起草的项目包括新能源汽车动力电池综合利用管理办法。工业和信息化部2024年规章制定工作计划根据《规章制定程序条例》第十二条的规定,现向社会公布工业和信息化部2024年规章制定工作计划。一、年内提请部务会议审议的项目(5项)1.工业和
北极星储能网获悉,据正力新能消息,4月26日,以“投资苏州,赢得未来”为主题的2024苏州全球招商大会在金鸡湖畔隆重举行。正力新能总裁陈继程博士出席此次大会,并现场签约“年产25GWh动力电池制造项目”。该项目固定资产投资70亿元,占地面积788亩,建成后将满足约50万辆/年的新能源汽车高性能动力电
储能产业成为一场旷日持久的生存淘汰赛已是行业共识。随着竞争日趋白热化,已有不少储能企业因成本过高、技术迭代缓慢、业务布局不当等而掉队。优胜劣汰是商业竞争的常态,在产品革新的节奏、市场开发的力度、技术路线的选择等方面,跟上市场同时抢占市场,也将成为接下来筛选优质储能企业的标准。动储
中共中央政治局常委、国务院总理李强4月28日在2024北京国际汽车展览会调研。他强调,要深入落实习近平总书记关于推动汽车产业高质量发展的重要指示精神,大力发展智能网联新能源汽车,坚持以科技创新引领产业创新,深化拓展开放合作,促进汽车产业高端化、智能化、绿色化升级,更好满足和创造市场需求
据巨湾技研消息,4月27日,中国国际电池技术交流会/展览会(以下简称CIBF2024)在重庆国际博览中心盛大开幕。会议期间,巨湾技研与亿航智能达成战略合作,共同研发全球首款eVTOL航空器超快/极快充电池方案。巨湾技研是目前全球唯一实现恒功率高倍率动力电池量产的企业,而亿航智能是目前全球唯一一家拥
北极星储能网获悉,据宁德时代消息,4月28日,中国龙工在福建龙岩总部举办搭载宁德时代全新一代长寿命电池的电动装载机首发下线仪式,这是宁德时代装载机专用长寿命电池的首次落地。目前搭载宁德时代电池的电动装载机已超1万余台,工作时长超过2万小时的装载机已达300余台。宁德时代在装载机及工程机械
2024年4月27日,由中国化学与物理电源行业协会主办,天津中电新能源研究院有限公司承办的第十六届重庆国际电池技术交流会/展览会(CIBF2024)先进电池前沿技术研讨会在重庆悦来国际会议中心隆重开幕。本次研讨会以“绿色能源驱动未来”为主题,来自政府主管部门、科研院所、车企、电池产业链龙头企业等
北极星储能网获悉,据宁德时代官微,4月27日,公安部交科所、宁德时代、时代智慧、滨湖山水城在江苏无锡滨湖签署合作协议,共建太湖湾车联网创新中心(智能汽车运行安全检验中心),旨在推动中国智能汽车运行安全创新政策,为新能源汽车和动力电池安全和高质量发展提供支撑。
尽管一季度以来排产高于预期,动力电池产业产能过剩的现象仍然存在。行业数据显示,2024年3月,动力电池装车率跌至46%,首次跌破50%的大关。在此背景下,低成本和差异化逐渐成为行业竞争获取更多市场份额的关键点。在极致成本的驱使下,部分企业电芯价格跌至0.38元/Wh的低点,正式进入到3毛时代。与此
全球视野,中国制造。4月25日,由深圳市战略性新兴产业发展促进会,PNEEXPO组委会、印尼米奥兰特主办,英特尔大湾区科技创新中心联合主办的“印尼电车及周边配套对接交流会”,在英特尔大湾区科技创新中心19楼成功召开,本次会议得到了PERIKLINDO印尼电动汽车工业协会的支持,车桩网,索比储能,北极星
湖南裕能4月28日在互动平台表示,公司是宁德时代重要的磷酸铁锂供应商,公司产品质量稳定、循环次数高、放点容量大、能量密度高等优势,多项性能优势突出,特别是新产品YN-9系列和CN-5系列,性价比优势和性能优势较强,公司产品应用于宁德时代的多款电池中。
GGII数据显示,2023年正极、负极、隔膜用粘结剂产品的出货量分别达到5.6、3.8、1万吨,同比增长56%、23%、43%。2023年正极和隔膜粘结剂增速高于锂电池35%的增速,原因为:1)铁锂电池正极用PVDF添加量(3.5%)较三元(2%)多,铁锂市场占比从64%提升至74%,带动PVDF增长大于锂电池市场增长;2)涂覆隔
4月26日,雅保四川新材料有限公司(以下简称“雅保四川”)年产5万吨氢氧化锂锂电池材料项目在四川省眉山市彭山区建成投产,项目投产后将对相关行业发展起到一定的促进作用。据了解,随着新能源汽车、移动电子设备、储能电池组、铝锂合金、新型制冷剂等产业的蓬勃发展,对上游产品碳酸锂和氢氧化锂的需求
据贵州改革消息,4月21日,以“服务和融入国家战略共赢产业发展新未来”为主题的2024中国产业转移发展对接活动(贵州)在贵阳举办。此次活动上,贵州毕节磷煤化工一体化项目签约,金额730亿元。据悉,“贵州毕节磷煤化工一体化项目”拟投资建设年产150万吨磷酸铁和80万吨磷酸铁锂项目,配套建设磷化工
动力电池出货量同比增长19%三元动力电池市场占比超30%高工产研锂电研究所(GGII)初步调研数据显示,2024Q1中国锂电池出货量200GWh,同比增长18%。其中动力、储能电池出货量分别为149GWh、40GWh,同比分别增长19%、14%。分技术路线看,2024Q1动力三元电池出货量47GWh,在动力电池中占比32%,较2023年提
据长沙工信消息,4月18日,位于宁乡高新区的湖南阿斯米新材料有限公司自主研发的万吨级锂离子电池负极前驱体生产线正式启动,这是全球首台套万吨级锂离子电池负极前驱体连续自动化生产线。据了解,阿斯米公司投资30亿元建设锂离子电池石墨负极材料生产及相关设备制造基地项目,一期投资8亿元,设计年产
4月23日晚间,天齐锂业发布业绩预告,预计今年第一季度净亏损36亿元至43亿元,同比由盈转亏。同日晚间,深交所对天齐锂业下发关注函,要求结合主营业务开展情况、产品产销量、产品价格、原材料采购价格、成本费用、减值计提等因素的具体变化情况,量化分析2024年一季度亏损较2023年四季度大幅增加的原
北极星储能网获悉,据湖南裕能公告称,为满足海外市场需求,提升公司市场地位,公司拟在新加坡设立投资公司,并由投资公司在西班牙设立项目公司,计划投资建设年产5万吨锂电池正极材料项目,总投资金额约为人民币9.82亿元。公司将于拿到相关审批后,开始为期15个月的项目建设,资金来源为自有及自筹资
4月19日,湖南裕能公告称,为满足海外市场需求,提升公司市场地位,公司拟在新加坡设立投资公司,并由投资公司在西班牙设立项目公司,计划投资建设年产5万吨锂电池正极材料项目,总投资金额约为人民币9.82亿元。湖南裕能表示,公司本次对外投资,顺应了全球新能源行业发展趋势,是实施全球化发展战略的
湖南裕能4月22日在投资者互动平台表示,到2023年年末,公司已有磷酸铁锂设计产能约70万吨,有效产能约56万吨。
北极星储能网获悉,4月23日,蓝晓科技投资者关系活动记录表显示,公司在盐湖提锂领域的订单累计确认收入金额为5.2亿元,其在手订单尚未确认收入的项目合同金额大于11亿元。同时,公司连续多年签订盐湖提锂产业化订单,累计合同大于30亿元,展现了扎实的技术储备能力、领先的产业化能力和优质高效的项目
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!