从摩托车来摩托车，跑车，校车，卡车，火车,甚至飞机在美国，我们似乎正在进入电动出行时代。这在很大程度上是由于成本的迅速下降和性能的提高锂离子电池．更好的电池使越来越广泛的电动个人、轻型和重型汽车技术成为可能。锂电池部署的增长将不可避免地产生大量退役或使用过的电池。分析人士预测，到2030年，每年退役的汽车数量可能超过50万辆或更多金宝博的网址200万公吨电池的数量。
电动汽车(EV)仍金宝博的网址然是汽车市场的一小部分，少数退役的电动汽车电池正在进行一系列测试半工业规模的应用程序或者在回收技术或基础设施改善时简单地储存起来。虽然大多数消费电子垃圾在历史上都被送往垃圾填埋场，但锂电池含有有价值的金属和其他材料，可以回收、加工和重复使用，以制造更多的电池。
锂离子电池(LIB)的回收有许多有前景的策略，但也有技术、经济、物流和监管障碍需要解决。随着忧思科学家联盟的希茨气候研究员188金宝博我将在接下来的一年里看看电池再利用和回收的一些挑战和机遇。这是对电池回收现状的快速概述，强调了闭合电池材料循环并为锂电池创造可持续价值链的机会。
生命的终结?
当一辆电动汽车因事故或老化而驶离道路时，电池系统将需要进行处理。在车辆中首次使用后，二手电动汽车电池的潜在寿命终结途径包括重用或重新利用(“第二次生命”)、材料回收(再循环)和处置。不管电池是否被重复使用，它们最终都需要回收或处理。了解回收的机会和障碍对于减少不当处置对环境的影响，考虑回收材料的效益和避免开采原始资源至关重要。
目前，有少数大型工厂使用火法冶金或冶炼工艺回收锂电池。这些植物使用高温(~1500oC)燃烧杂质，回收钴、镍和铜。锂和铝通常在这个过程中丢失，结合在称为炉渣的废物中。有些锂可以通过二次处理从废渣中回收。目前的冶炼设施价格昂贵，能源密集型，部分原因是需要处理有毒氟排放，而且材料回收率相对较低。
根据美国先进电池联盟标准，当电动汽车电池当前容量小于额定容量的80%时，即达到使用寿命的终点。但电动汽车电池何时退役仍有很多未知数。例如，在美国，平均每辆车在路上行驶超过12年;配备大型锂离子电池组的现代电动汽车上市还不到8年销售额超过50%发生在过去两年。
电池的第二次生命
废旧电池的二次应用对于电池和汽车制造商来说是一个诱人的机会，可以让电动汽车更便宜，并可能产生更多利润。重复使用还延长了电池的寿命，并有可能从固定应用中取代一些新电池，所有这些都减少了电池生产的整体影响。
在某些情况下，电池可以翻新后直接用于另一辆汽车，这有可能延长许多汽车系统的使用寿命。因此，当电池组过早死亡时，功能模块和电池通常可以重新组合翻新的电池组其他车辆。金宝博的网址
加州大学戴维斯分校300kwh二次寿命电动汽车电池存储项目
考虑到现代汽车电池的大尺寸和高性能，退役电池在车辆中退役后仍然可以提供重要的容量。随着电池的充放电，其性能会下降。退化的结果是更少的存储能量，可为车辆提供动力;换句话说，这款车充一次电就开不了那么远了。但在要求不高的应用中，电动汽车电池可能会得到一个第二人生．虽然汽车的高功率需求使存储的能量无法使用，但电池可能能够在低功率、固定应用中使用6到10年，存储来自太阳能电池板的能量，用于离网或峰值需求的应用。
新电池的经济性和性能不断提高一直是重复使用的一个关键障碍。新电池的价格下降了一个数量级，同时性能有所提高，有效地将一些应用中的旧电池挤出市场。目前电池组的集成结构和设计以及专有管理软件也限制了组件的更换，增加了测试和重新利用的成本。
闭合循环
无论电池是否被重复使用，最终都需要回收和材料回收。回收lib中的材料减少了对新原材料的需求，降低了电池生命周期的影响，并通过减少进口来提高能源安全。大多数回收研究和兴趣集中在电池阴极，其中含有最高价值的组成矿物质。
电池回收一般有三个阶段。第一步是前处理，主要是机械粉碎和分选塑料绒毛和有色金属材料。接下来可以进行二次处理，这涉及到用化学溶剂将阴极与铝收集器箔分离。最后一步是通过浸出化学物质(称为湿法冶金)或热电解反应(称为火法冶金)溶解阴极材料。
自动化可以使电池快速拆卸成组成部件，从而使预处理更有效、更经济。分离电池组件可以获得更高纯度和价值的回收材料。英国的研究人员正在开发机器人程序，用于从锂离子电池中分类、拆卸和回收有价值的材料，这可以消除人类工人受到电气和化学伤害的风险。
回收阴极材料的火法冶金工艺一般有更大的负面环境和气候影响比一些湿法冶金工艺。这部分是由于能源需求和从废气中去除有毒污染物的需要。在通过热(热)或水(化学)冶金过程回收后，矿物通常需要重新提炼，然后再合成成阴极化合物并用于制造电池电极。
在直接回收，阴极化合物保持完整和再功能化，产生与原始化合物性质相似(如果不完全相同)的阴极材料。电池中价值最高的成分之一是合成的阴极化合物;直接回收试图将化合物完整分离，并与额外的锂重新结合(再溶化)。直接回收提供了避免能源密集型的阴极化合物精炼和再合成的机会，进一步减少电池生产对环境的影响。
关键矿物的回收
锂电池主要由几种重要矿物质组成，这些矿物质可以回收并用于制造新电池，从而降低制造成本。电池中矿物质的成本几乎是当今锂电池成本的一半。电池阴极中最昂贵的三种成分(即钴、镍和锂)的成本波动很大，一年的波动幅度高达300%尽管在过去十年中，电动汽车电池的整体价格下降了90%。回收和回收有价值的材料也减少了材料废料进入垃圾填埋场的潜在数量。
电池阴极中过渡金属的配方影响电池的能量密度、功率密度、循环寿命、安全性和成本等特性。阴极化合物的选择也会影响回收的经济性，因为回收材料的价值可能不足以支付昂贵的回收过程的成本。钴是阴极合金中最有价值的成分;降低钴含量是电池技术的趋势，降低了生产成本，但也降低了回收的动力。
回收利用可以减少对新采矿的依赖，减缓原始材料的消耗，并减少对电池价值链上弱势群体的影响。例如，世界上60%以上的钴供应来自刚果民主共和国武装冲突、非法采矿、侵犯人权和有害环境的做法．回收电池和降低钴浓度重新配制阴极有助于降低对外国资源的依赖，并提高供应链的安全性。
从回收电池中回收的材料可能是未来电池重要且环保的材料供应来源。研究表明这是最优的阴极回收有盈利的潜力，给定材料含量与材料价值的足够比例。也许更重要的是，回收可以提供具有成本竞争力和潜在的环保的替代方法，以生产从原始材料的阴极化合物。
可持续电池政策
有明确的理由推行促进安全和公平处置做法的政策。消费电子废物全球流动的影响提供了一个警示。收集、物流、数据共享、标准化和基础设施投资都可能成为创建可持续的循环电池生产和回收系统的障碍
通过回收电动汽车电池来关闭电池材料的循环是制造更好电池的关键一步。加州目前正在努力制定政策，以确保在该州销售的电动汽车电池在使用寿命结束时100%得到回收或重复使用。标签和数据接口标准、生产者责任延伸、负责任的采购以及保证金或核心费用等政策机制有助于缓解上述一些关键障碍。
国内电动汽车电池供应链的发展，包括电池材料的二次生产，可能会产生重要的经济、环境和社会影响。电池制造的需求正在迅速增长，回收很可能在未来发挥关键作用锂电池市场价值上万亿美元还有电池材料。政策将在确保环境可持续性和公平性方面发挥关键作用，指导和告知制造和回收设施的引用、设计和发展。
二手电动汽车电池命运的不确定性经常被认为是未来汽车电气化努力的挑战，但是有些担忧并不总是有事实依据．利用现有的技术，电池可以经济地回收。未来的系统可以进一步减少与电池寿命周期相关的污染、气候排放和有限资源消耗。
在这项研究中，我正在研究电动汽车电池回收和再利用的机遇和挑战。我希望更好地理解和量化电池部署和退役对关键矿物需求的影响，二次生命存储的潜力，以及回收电池所需的基础设施。作为研究的一部分，我还将发布一系列关于电池的博客，深入探讨这些问题。请继续关注。