隨著電動(dòng)汽車越來越普遍，這個(gè)問題很可能會(huì)復(fù)雜化。燃油發(fā)動(dòng)機(jī)依賴于鉛酸電池，其中98%目前在澳大利亞回收，因?yàn)橐延屑榷ǚ桨浮７桨咐镆蟊苊獯罅康匿囯姵貜U物進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)，回收可能提供估計(jì)價(jià)值8.13億至30億美元的資源。
英聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)最近發(fā)布了一份名為關(guān)于澳大利亞鋰電池回收的報(bào)告，該報(bào)告確定了鋰電池的可回收資源及其為國(guó)家提供的機(jī)會(huì)。該報(bào)告的研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Anand Bhatt解釋了迫在眉睫的問題的規(guī)模，以及將電池回收轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂薪?jīng)濟(jì)效益的業(yè)務(wù)需要克服的挑戰(zhàn)。具體如下(AB代表Anand Bhatt)：
1. 關(guān)于澳大利亞報(bào)道的鋰電池回收情況？
AB：全球和澳大利亞的鋰電池廢物流正在增長(zhǎng)。從歷史上看，這些廢物流來自便攜式電子設(shè)備和可充電電子設(shè)備，2016年達(dá)到3300噸。
但是，收集和回收率僅為2%左右。在過去幾年中，電網(wǎng)和離網(wǎng)可再生能源存儲(chǔ)市場(chǎng)部門(從住宅到大型電網(wǎng)應(yīng)用)一直在快速增長(zhǎng)。此外，電動(dòng)汽車市場(chǎng)部門也有增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)未來幾十年將迅速擴(kuò)大。
2. 澳大利亞與其他國(guó)家相比如何？
AB：與其他國(guó)家相比，澳大利亞面臨著許多獨(dú)特的挑戰(zhàn)。我們?cè)谝粋€(gè)非常大的地理區(qū)域內(nèi)的人口相對(duì)較少——這為從人口稠密的首都城市以外的廢物的收集和運(yùn)輸創(chuàng)造了一個(gè)重要問題。
澳大利亞的鋰電池陸上加工能力有限，而且歷史上已將大部分電池用于海上加工。這是低收集量的合適選擇，然而，當(dāng)電動(dòng)汽車和光伏應(yīng)用產(chǎn)生預(yù)期的13萬個(gè)廢物堆時(shí)，并考慮到最近因廢舊鋰電池報(bào)告的運(yùn)輸火災(zāi)，這不再是理想的解決方案。這種大量的廢物和海上運(yùn)輸/運(yùn)輸?shù)睦щy是提高我們的岸上回收能力的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)因素之一。
3. 回收電池有哪些挑戰(zhàn)？
AB：首先，與其他電池一樣，與收集，運(yùn)輸和儲(chǔ)存相關(guān)的安全風(fēng)險(xiǎn)可能是廢舊鋰電池的問題。雖然電池可能被視為壽命終止，但它仍然在電池外殼內(nèi)包含一些能量。
通常情況下，當(dāng)使用70-80%的初始儲(chǔ)能容量時(shí)，制造商會(huì)對(duì)電池達(dá)到壽命終止的評(píng)級(jí)-使用當(dāng)前技術(shù)，設(shè)備可能無法正常運(yùn)行，因此需要新電池。如果處理過的電池被刺穿或短路，則剩余的能量可以迅速釋放并可能引起火災(zāi)。
這在含有其他廢物流的廢物再處理中心以及電池狀況未知的情況下可能存在問題。此外，對(duì)于在陰極中使用過渡金屬氧化物的鋰電池，這些火災(zāi)可能難以熄滅。
其次，需要更廣泛的消費(fèi)者教育，以促進(jìn)鋰電池的回收利用，并避免大量進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)。澳大利亞的一些州和地區(qū)實(shí)施了垃圾填埋禁令，并開始進(jìn)行教育和宣傳活動(dòng)。
像澳大利亞電池回收計(jì)劃這樣的組織已經(jīng)發(fā)布了消費(fèi)者和行業(yè)指南，以教育公眾和行業(yè)如何回收鋰電池。這些計(jì)劃需要在未來建立，以推動(dòng)行為改變，以確保循環(huán)而不是處置的文化。
最后，缺乏符合行業(yè)特定要求的電池標(biāo)簽可能會(huì)在收集，分類和回收過程中產(chǎn)生混合廢物流的問題。一些鋰電池在形狀和形式上類似于其他鋰電池，例如鉛酸電池，其包含不同的化學(xué)物質(zhì)，并且如果混合到鉛酸廢物流中，則在回收過程中會(huì)產(chǎn)生顯著的安全問題或化學(xué)不相容性問題。
4. 電池技術(shù)的進(jìn)步是否在很大程度上改變了電池回收？
AB ： 電池回收的重點(diǎn)是回收選定的材料，如鈷，鋰，銅和鋁，因?yàn)樗鼈兙哂泻芨叩膬r(jià)值。目前的回收技術(shù)是專門為鈷或鋰等成分設(shè)計(jì)的化學(xué)萃取工藝。傳統(tǒng)上，鋰電池由具有石墨負(fù)極端子的鋰鈷氧化物正極端子組成。
最近，在正極材料使用了多種化學(xué)物質(zhì)，例如磷酸鐵鋰，鎳錳-鈷氧化物，鎳-鈷-鋁氧化物和鋰錳氧化物。對(duì)于負(fù)極材料，最近的成分可以是石墨，鈦酸鋰，錫鈷合金，硅等。當(dāng)提取工藝專門針對(duì)一種特定元素設(shè)計(jì)時(shí)，這會(huì)引起問題——其他元素/化學(xué)物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致污垢或側(cè)面問題反應(yīng)可能會(huì)降低提取過程的效率或?qū)е缕渌麊栴}。
第二個(gè)問題是電池的進(jìn)步會(huì)降低回收的經(jīng)濟(jì)效益。例如，磷酸鐵鋰電池不含高價(jià)鈷，這是回收利用的關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素之一。
最后，由于其較高的儲(chǔ)能能力，正在積極研究電動(dòng)汽車的鋰硫的新興鋰電池技術(shù)不適用于現(xiàn)有的回收設(shè)備。硫?qū)τ谠傺h(huán)具有非常小的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并且這些電池中包含的鋰金屬在暴露于空氣和水分時(shí)會(huì)引起問題。需要研究新的回收技術(shù)，以應(yīng)對(duì)這些新電池類型所帶來的挑戰(zhàn)。
5. 有效的回收如何影響鋰工業(yè)？
AB ： 有效的回收可以通過為資源生產(chǎn)提供增值投入來幫助鋰工業(yè)。例如，如果收集電池中的鋰并將其轉(zhuǎn)化為碳酸鹽，則可以為來自采礦的碳酸鹽增加額外的體積。
一些礦業(yè)公司已經(jīng)在探索電池回收如何提供這種有價(jià)值的原料。類似地，電池中的其他材料可以被回收和重新利用。鋰電池的回收應(yīng)該有助于鋰工業(yè)，并避免通過生產(chǎn)類似的電池制造資源來競(jìng)爭(zhēng)。
6. 有限的回收如何影響電池技術(shù)的綠色形象？
AB ： 鉛酸電池技術(shù)已經(jīng)被認(rèn)為是一種“綠色”技術(shù)，因?yàn)樗鼈円愿甙俜直鹊乃俣缺环e極地收集和回收。鋰電池缺乏這種能力。
然而，對(duì)于鋰離子電池確實(shí)存在現(xiàn)有的部分再循環(huán)解決方案，并且存在許多尋求提取替代材料的工業(yè)方法。如果有效利用新的解決方案和現(xiàn)有技術(shù)，那么鋰電池的形象可以與可以回收的其他電池技術(shù)類型相匹配。
關(guān)鍵在于提高回收率以將電池從垃圾填埋場(chǎng)轉(zhuǎn)移——這需要綜合的監(jiān)管方法，消費(fèi)者教育，新的科學(xué)解決方案和投資。所有這些都是目前發(fā)生的，并且該領(lǐng)域持續(xù)的公眾利益有助于推動(dòng)這些變化。
