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對標寧德時代、LG化學,這家歐洲企業有著獨特的思路

 
 
 
發布日期:2020-11-19    來源:雷鋒網    掃描到手機

對標寧德時代、LG化學,這家歐洲企業有著獨特的思路

雷鋒網按,由于特斯拉以及中日韓動力電池巨頭在全球新一輪的動電池生產競賽中的強勁表現,錯失上一波紅利的歐洲正在奮起直追。

據預測,到2025年,電動汽車和混合動力汽車將占到鋰離子電池市場的90%。這是一個龐大的數字,但它同時也代表著,在從化石燃料轉向電動汽車的競賽中,一個新的挑戰正在出現:

相對于化石燃料,電池對環境可能更友好,但如果數以百萬噸計的廢電池無法處理好,就無法實現真正的綠色革命。

對于被稱為「歐洲寧德時代」的Northvolt來說,解決的方式很簡單,即回收舊電池。這家瑞典電池初創企業成立于2016年10月,創始人是特斯拉前供應鏈管理部門副主席PeterCarlsson和PaoloCerruti——與很多巨頭從電池核心技術起家不同的是,Northvolt 第一個項目卻是旨在使鋰離子電池的回收的產業化。

Northvolt的回收計劃已經開始付諸行動。在瑞典中部的一個小城市韋斯特拉斯,坐落著一個實驗電池回收實驗室。正是在這里,Northvolt試圖證明,汽車電池可以大規模回收。

據估計,在電池的溫室氣體排放中,30%來自采礦和提煉原料。Northvolt 的目標則是從廢舊電池中回收這些原材料,并將其重新用于生產新電池,減小生產電池時對環境的影響。該項目自今年夏天開始運作,目前已經開始生產樣品電池。

事實上,自2019年以來,Northvolt就一直在瑞典建造歐洲首個超級電池工廠,目標是到2030年占據歐洲汽車電池市場25%的份額。如果試點回收實驗室成功,一個全面的回收工廠將建在瑞典北部工業城市謝萊夫特郊區的超級工廠旁邊。

目前,電動汽車電池的回收利用是一項復雜的技術任務。即使在回收電池之前,Northvolt也必須找到安全的方法,將含有有毒易燃化學物質的電池組運回工廠。這是一個需要跨越許多安全和監管障礙的過程。

當電池被安全運送到Northvolt的回收中心,拆卸和釋放的過程就可以開始了。

不過,由于鋰、鎳、錳、石墨和鈷都被包裹在鋼鐵、合金和塑料中如果不正確地拆卸電池,電池就有爆炸的傾向,電池放電會也可能導致電池著火或爆炸。

Northvolt首席環境官EmmaNehrenheim表示,雖然目前拆解電池組的工作是手工完成的,但公司正在設計一種自動拆解系統。該系統不僅會加快拆解的過程,而且會提供更大的安全性。但機器需要克服的最大障礙有關于電池設計,因為回收的電池往往不盡相同,這迫使回收工廠為不同的汽車電池制定不同的計劃。

在安全拆卸電池、回收電池和模塊后,Northvolt開始在一個密封的真空環境中粉碎這些物料,以確保周圍沒有二氧化碳和氧氣等活性氣體,導致電池中的材料受到污染。液體電解質則被蒸發和濃縮,之后可用于其他的地方。

進行到這一步之后,粉碎的物料將根據性質進行分類。一張巨大的篩網會留下較大的物質,而較小的物質則被分離出來,磁性和非磁性金屬也會進行分離。這些都會被送到附近的回收中心,其中,銅和鋁將由Northvolt的合作伙伴來進行加工。

隨著物料根據密度、大小、磁化率被分類并送走,還剩下了一堆黑色的粉末。這種粉末由鎳、錳、鈷、氫氧化鋰和石墨組成,些是鋰離子電池中最重要的部分。

這種粉末要經過一種叫做濕法冶金的過程,在這個過程中,黑色的粉末被倒入酸液中,然后上述原材料都將從黑色粉末中分離出來,留下制造新型電動汽車電池所需的所有原料。

目前,這個過程也是緩慢且復雜的,但它的效果可能最好。

倫敦帝國理工學院環境工程教授安娜•科爾表示,電池回收的主要方法有三種,濕法冶金、焦化回收、以及直接回收。焦化回收是指電池在3000攝氏度的熔爐中進行熔煉。這是一個暴力的過程,所有的鋰都被破壞消失了——當人們試圖回收鋰離子電池時,這不是一個理想的結果。

安娜•科爾補充說:

濕法冶金法在對環境更友好。如果包括回收利用,這一方式大約可以改善30%的碳足跡。

而且,Northvolt的整個濕法冶金的過程100%使用水力發電,進一步降低溫室氣體排放。出于對環保的執著,未來,Northvolt可能會搬到可再生資源更多的地方,比如北歐,那里水力發電過剩。

回收電動汽車電池已經成為一個重要議題,隨著電動汽車銷量的增加,這將變得至關重要。據了解,Northvolt的電池超級工廠預計將于2022年開始投入使用,每年可回收2.5萬噸電池——聽起來可能很多,但這只是電動汽車崛起所造成的總浪費的九牛一毛。

在2019年發表在《Nature》雜志上的一篇論文中,研究人員估計,2017年全球銷售的100多萬輛電動汽車可能導致25萬噸的報廢電池組。歐盟法律規定,電池制造商必須回收使用過的汽車電池,一旦電池使用壽命結束,并禁止通過填埋和焚燒的方式處理汽車電池。特斯拉就已經因此而面臨了罰款。

當然,讓電動汽車電池變得更環保不僅需要更高的技術水平,還需要花費大量的錢。

雷鋒網了解到,今年7月,Northvolt宣布已通過股權和債務籌集23億英鎊,以支持兩個鋰離子超級電池廠的發展,并加大對回收利用的研發。寶馬、大眾、ABB和西門子都對Northvolt進行了投資,歐洲投資銀行也向其提供了3.15億英鎊貸款。

盡管目前歐洲在電動汽車電池領域還不是領頭羊,但Northvolt希望能夠在綠色電池領域有自己的一番作為。他們預測,在未來,每個電池廠都會有一個與之相連的回收工廠,無論是自己建造還是與附近的工廠有商業合作關系。

同樣,Northvolt也希望,到2030年,其用于制造電池的原材料中,有50%將來自回收材料。

雷鋒網(公眾號:雷鋒網)注:本文編譯自Wired

https://www.wired.co.uk/article/electric-car-battery-recycling

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