电动汽车:我们能怎么处理越来越多的电池?©盖蒂图片社

电动汽车:我们能拿越来越多的电池做什么?

当第一代电动汽车在10年左右的寿命结束时,电池会发生什么?它们是注定要被扔进垃圾堆,还是能被挽救?

内燃机车被视为环境的敌人,原因显而易见。由于燃烧化石燃料,每辆摩托车、汽车、货车和卡车都增加了空气污染,并导致气候变化。这就是为什么政府鼓励司机转向更环保的电动汽车(ev)。但是,尽管内燃机汽车在排放方面是敌人,但在回收方面,它们目前更像是盟友。

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内燃机汽车中的铅酸电池很容易被广泛回收,他说丹尼尔·里德博士他是伯明翰大学材料化学讲师。

“铅酸电池是全球回收最多的消费品。(这项技术)是成熟和标准化的,所以谁生产你的电池或者你拥有的汽车都不重要,因为电池符合某些监管规范。”

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铅酸电池的简单性也有帮助。它们所含的材料相对较少(电极用的铅,电解质用的硫酸,包装所有东西的聚丙烯),每一种材料都很容易分离和出售。

电动汽车使用的锂离子电池几乎完全相反。

“在锂离子电池中,你有大约10个不同的组件,它们以微小的复合材料分散在一起,还有氟化聚合物、氟化电解质和氟化溶剂,所有这些都是完全难以分离的,”他说教授安德鲁•阿伯特莱斯特大学的物理化学家

这些材料中有许多是有毒的,有些是自燃的,所以如果它们接触到空气,可能会点燃,这使得分解电动汽车电池是一个复杂和昂贵的过程。

另一个问题是,许多材料都是“关键金属”(例如稀土、锂和钴),这些金属对转向清洁能源技术至关重要,但只有少数几个国家发现了它们。因此,确保持久供应的唯一方法是从它们的生产产品中回收它们。

因此,如果我们转向电动汽车,似乎会面临更多的问题。但也不全是坏消息。首先,锂离子电池可以重复使用。一旦它们不能再为汽车提供动力,它们就可以作为可再生能源的存储设备拥有第二次生命。

其次,回收电动汽车电池是可能的,只是比较复杂,而且目前还不划算。但随着道路上电动车数量的增加,这种情况将会改变。

用于电动汽车的锂离子电池很难回收利用©Getty Images
目前,用于电动汽车的大型锂离子电池很难回收利用©Getty Images

由于电池性能的改善和对汽车制造商征收碳税等措施,预计到2023年内燃机车和电动汽车的价格将达到平价。

阿博特说:“(到那时)我们将看到采用率的巨大变化。”“这些汽车的电池寿命估计超过10年。因此,在大约15年内,英国每年可能会有大约50万辆电动汽车需要回收利用。”

到那时,电动汽车电池的市场规模预计将是目前铅酸电池市场的10倍。因此,在接下来的几年里,人们会有很多动力去寻找更经济有效的方法来回收电动汽车电池。

但是,尽管确保必要原材料的供应符合制造商的利益,但要完全解决这个问题,还需要更多的市场力量。

“有必要通过一定程度的立法,迫使制造商确保这些电池是可回收的。欧盟已经出台了法律,我相信英国也照搬了,”里德说,同时承认任何法律都不能太严厉。“在回收和电池制造方面,需要有创新的自由。但我们的责任应该是回收和回收材料。”

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电池制造的创新至关重要,因为设计的复杂性和多样性可以说是回收利用的主要障碍。问题的部分原因在于这项技术还在不断涌现——新的电池设计不断出现,错误的设计对电池或汽车制造商来说可能是灾难性的。

每个人都在寻找一种更简单、标准化的电动汽车电池,这种电池既安全、简单,又便宜,可以分解成各个部件;换句话说,电动汽车电池相当于铅酸电池。但值得记住的是,我们从20世纪80年代才开始使用锂离子电池。铅酸电池出现在1860年左右,直到20世纪70年代,机动车的设计才标准化。

“标准化将在一定程度上实现,但这是一个先有鸡还是先有蛋的情况,”Abbott说。“(回收电动汽车电池)是一个已知的问题,也有已知的解决方案。这只是以同样的速度提高生产和回收,并将两者结合在一起。”

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关于我们的专家,丹尼尔·里德博士和安德鲁·阿伯特教授

丹尼尔·里德博士是伯明翰大学冶金与材料学院材料化学讲师。他的研究兴趣集中在提高锂和钠离子电池的安全性和容量。

安德鲁·阿博特(Andrew Abbott)是莱斯特大学物理化学教授。他是该大学材料研究中心的高级成员。

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