受環境和供應鏈問題的刺激,LiCycle、Northvolt和Ganfeng Lithium等公司都在建設回收工廠。
今年晚些時候,加拿大Li Cycle公司將在紐約州羅切斯特(Rochester,N.Y.)投資1.75億美元興建一座工廠,其原址是伊士曼-柯達(Eastman-Kodak)綜合大樓。建成后,它將成為北美最大的鋰離子電池回收廠。
該工廠的最終產能為25公噸的原料,通過公司的零廢水、零排放工藝,回收95%或更多的鈷、鎳、鋰和其他有價值的元素。Li Cycle的聯合創始人兼首席執行官Ajay Kochhar說:“我們將是國內最大的鎳和鋰來源之一,也是美國唯一的鈷來源。”
該公司成立于2016年底,作為一個蓬勃發展的行業的一部分,致力于防止數萬噸鋰離子電池進入垃圾填埋場。2019年全球可回收的18萬公噸鋰離子電池中,只有略多于一半的鋰離子電池被回收。隨著鋰離子電池產量的飆升,人們對回收利用的興趣也隨之高漲。
總部位于倫敦的循環能源儲存公司(Circular Energy Storage)是一家跟蹤鋰離子電池回收市場的咨詢公司。該公司表示,全球約有100家公司回收鋰離子電池,或計劃很快進行回收。該行業主要集中在中國和韓國,那里也生產了絕大多數電池,但在北美和歐洲也有幾十家回收初創企業。除了Li Cycle,這一名單還包括總部位于斯德哥爾摩的Northvolt公司,該公司正與挪威的Hydro公司聯合建設一個電動汽車電池回收廠,以及特斯拉alum J.B.Straubel公司的Redwood Materials公司,后者的電子廢物回收范圍更廣。
這些初創公司的目標是自動化、精簡和清理勞動密集型、低效和骯臟的流程。傳統上,電池回收要么燃燒它們以回收一些金屬,要么將電池研磨并用溶劑處理產生的“黑色物質”。
美國能源部支持的電池回收研究合作機構雷塞爾中心(ReCell Center)主任Jeff Spangenberger表示,電池回收不僅需要更清潔,還需要可靠的盈利。Spangenberger說:“回收電池比開采新材料并扔掉電池要好。但是回收公司很難盈利。我們需要使其具有成本效益,以便人們有動力把電池帶回來。”
Li Cycle將采用“spoke and hub”模式,spoke處理舊電池和廢電池的初步處理,黑色物質送入位于中心的hub,最終加工成電池級材料。該公司的第一個spoke位于Li Cycle總部所在地多倫多附近;第二個剛剛在羅切斯特開業,未來的樞紐計劃在2022年開業。
Kochhar說,循環工程師反復改進了傳統的濕法冶金回收。例如,他們沒有將電動汽車電池組拆成電池并放電,而是將電池組分成更大的模塊,在不放電的情況下進行處理。
當談到電池化學時,鋰的循環是不可知的。主流的鎳錳鈷氧化物電池和磷酸鐵鋰電池一樣容易回收。“這個行業沒有統一性,”Kochhar指出。“我們不知道電池的確切化學成分,也不需要知道。”
到底需要回收多少電池?在演講中,Kochhar提到了廢舊鋰離子電池的“即將到來的海嘯”。隨著全球電動汽車銷量預計將從2020年的170萬輛攀升至2030年的2600萬輛,不難想象,我們很快就會被廢舊電池淹沒。
但是Circular Energy Storage的主管Eric Melin說,鋰離子電池的壽命很長。電動汽車電池也可以重新用作固定存儲。這些(用過的)產品仍然有很大的價值。
Melin估計,到2030年,美國將有大約80 metric kilotons鋰離子電池可回收,而歐洲將有132 metric kilotons。他指出:“每家(回收)公司都在建立一個產能達數千噸的工廠,但回收的材料不可能比現有的多。”
ReCell的Spangenberger也認為,提高電池回收能力的需求暫時不會緊迫。這就是為什么他的研究小組專注于長期項目,包括直接陰極回收。傳統的回收利用方法將陰極分解成金屬鹽,而將鹽重新轉化成陰極的成本很高。ReCell計劃今年展示一種成本效益高的回收陰極粉末的方法,但這些方法還需要五年才能大規模應用。
即使電池海嘯還沒有到來,Kochhar說,消費電子和電動汽車制造商對Li-Cycle的服務感興趣。Kochhar說:“通常,他們會推動供應商與我們合作,這對我們來說非常好,也非常有趣。”
Spangenberger說:“參與回收利用的研究人員對他們所做的事情非常熱衷,這是一個巨大的技術挑戰,他們想弄清楚,因為這是正確的做法。但同時,也有賺錢的機會,這就是吸引力所在。”
原文標題:鋰離子電池回收已在北美和歐洲起步
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