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新研究称英国需要采取行动防止电动汽车电池浪费

  • 科学
  • 2019-11-11 17:01:17
  • 来源:

一项新的研究表明,报废锂离子电池(LIB)的回收技术无法跟上电动汽车的迅猛发展,为未来储存了巨大的废物管理问题。

由伯明翰大学领导的对锂离子电池回收的审查表明,尽管电动汽车(EV)提供了减少污染的解决方案,但各国政府和行业需要立即采取行动,发展强大的回收基础设施,以满足未来的回收需求。

这项与纽卡斯尔和莱斯特大学的研究人员合作进行的研究今天发表在《自然》(Nature)出版150周年。

伯明翰大学法拉第研究研究员加文·哈珀(Gavin Harper)博士是该论文的主要作者。他说:“回收利用的挑战并非易事:电动汽车所用锂离子电池的化学,形状和设计种类繁多。单个电池形成模块,然后组装成电池组。为了有效地回收这些电池,这些电池除锂外,还包含许多其他有价值的金属,例如钴,镍和锰,并且有可能改善目前用于回收这些金属的工艺。供重复使用。”

LIB浪费问题已经很严重,并且随着对电动汽车的需求增加,这一问题还将增加。根据2017年售出的100万辆电动汽车,研究人员计算出,当这些汽车达到使用寿命时,将产生25万吨或半百万立方米的未处理包装垃圾。

英国也有巨大的机会。英国独立的电化学储能研究机构法拉第研究所(Faraday Institution)的分析指出,到2040年英国需要八个巨型工厂来满足对LIB的需求。英国将需要为这些电池所需的关键材料开发供应来源,而回收材料将发挥重要作用。

莱斯特大学的安德鲁·阿伯特(Andrew Abbott)教授是该论文的合著者。他说:“目前全球仅2%的汽车车队通电,就代表了一系列可以绕地球圆周延伸的汽车—大约140辆百万辆汽车。垃圾填埋显然不是解决这种浪费的办法,寻找回收电动汽车电池的方法不仅可以避免对垃圾填埋场造成巨大负担,还可以帮助我们确保钴和锂等关键材料的供应无疑是把握可持续汽车工业的关键。”

该研究确定了工程师和决策者需要解决的许多关键挑战,包括:

确定报废电池的二次使用应用

开发快速的维修和回收方法,特别是考虑到电池的大规模存储可能不安全

改进电池,电池组和电池单元的诊断,因此可以在重新使用电池之前准确评估电池的健康状态

优化电池设计以进行回收,以实现自动电池拆卸,比当前的手动处理技术更安全

设计新的稳定化工艺以使寿命终止的电池能够被打开和分离,并开发技术或工艺以确保在回收过程中不会污染组件。

纽卡斯尔大学的合著者保罗·克里斯滕森(Paul Christensen)教授解释说:“这些电池蕴藏着巨大的电量,目前我们对电池寿命到期时的处理方式还没有做好充分的准备。”英国多个消防和救援服务局正在制定处理锂离子电池起火的协议。

“该项目的研究领域之一是研究自动化,以及我们如何安全有效地拆卸废旧电池并回收有价值的材料,例如锂和钴。但是,还有一个公共安全问题需要作为第二生命周期加以解决。电动汽车电池的使用范围越来越广泛。我们需要着眼于整个电池的生命周期,从挖掘出地面的材料到最后再进行处理。”

伯明翰战略要素和关键材料中心联合主任保罗·安德森(Paul Anderson)补充说:“应对这些挑战将需要大量的雄心和一致的决策方法。这对于我们创建解决方案至关重要。在设计过程中,这将使我们能够平稳,可持续地过渡到电动汽车。”

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