澳大利亚锂电池回收启示录

　　电池热潮的继续，更多的研究人员和环保主义者正在推动改善电池回收利用。虽然大多数锂电池都是可回收的，但实际上只有很小一部分可以回收利用。

 

　　随着电动汽车越来越普遍，这个问题很可能会复杂化。燃油发动机依赖于铅酸电池，其中98％目前在澳大利亚回收，因为已有既定方案。方案里要求避免大量的锂电池废物进入垃圾填埋场，回收可能提供估计价值8.13亿至30亿美元的资源。

 

　　英联邦科学与工业研究组织（CSIRO）最近发布了一份名为关于澳大利亚锂电池回收的报告，该报告确定了锂电池的可回收资源及其为国家提供的机会。该报告的研究团队负责人Anand Bhatt解释了迫在眉睫的问题的规模，以及将电池回收转变为具有经济效益的业务需要克服的挑战。具体如下（AB代表Anand Bhatt）：

 

　　1.关于澳大利亚报道的锂电池回收情况？

 

　　AB：全球和澳大利亚的锂电池废物流正在增长。从历史上看，这些废物流来自便携式电子设备和可充电电子设备，2016年达到3300吨。

 

　　但是，收集和回收率仅为2％左右。在过去几年中，电网和离网可再生能源存储市场部门（从住宅到大型电网应用）一直在快速增长。此外，电动汽车市场部门也有增长，预计未来几十年将迅速扩大。

 

　　2.澳大利亚与其他国家相比如何？

 

　　AB：与其他国家相比，澳大利亚面临着许多独特的挑战。我们在一个非常大的地理区域内的人口相对较少——这为从人口稠密的首都城市以外的废物的收集和运输创造了一个重要问题。

 

　　澳大利亚的锂电池陆上加工能力有限，而且历史上已将大部分电池用于海上加工。这是低收集量的合适选择，然而，当电动汽车和光伏应用产生预期的13万个废物堆时，并考虑到最近因废旧锂电池报告的运输火灾，这不再是理想的解决方案。这种大量的废物和海上运输/运输的困难是提高我们的岸上回收能力的当前驱动因素之一。

 

　　3.回收电池有哪些挑战？

 

　　AB：首先，与其他电池一样，与收集，运输和储存相关的安全风险可能是废旧锂电池的问题。虽然电池可能被视为寿命终止，但它仍然在电池外壳内包含一些能量。

 

　　通常情况下，当使用70-80％的初始储能容量时，制造商会对电池达到寿命终止的评级-使用当前技术，设备可能无法正常运行，因此需要新电池。如果处理过的电池被刺穿或短路，则剩余的能量可以迅速释放并可能引起火灾。

 

　　这在含有其他废物流的废物再处理中心以及电池状况未知的情况下可能存在问题。此外，对于在阴极中使用过渡金属氧化物的锂电池，这些火灾可能难以熄灭。

 

　　其次，需要更广泛的消费者教育，以促进锂电池的回收利用，并避免大量进入垃圾填埋场。澳大利亚的一些州和地区实施了垃圾填埋禁令，并开始进行教育和宣传活动。

 

　　像澳大利亚电池回收计划这样的组织已经发布了消费者和行业指南，以教育公众和行业如何回收锂电池。这些计划需要在未来建立，以推动行为改变，以确保循环而不是处置的文化。

 

　　最后，缺乏符合行业特定要求的电池标签可能会在收集，分类和回收过程中产生混合废物流的问题。一些锂电池在形状和形式上类似于其他锂电池，例如铅酸电池，其包含不同的化学物质，并且如果混合到铅酸废物流中，则在回收过程中会产生显着的安全问题或化学不相容性问题。

 

　　4.电池技术的进步是否在很大程度上改变了电池回收？

 

　　AB：电池回收的重点是回收选定的材料，如钴，锂，铜和铝，因为它们具有很高的价值。目前的回收技术是专门为钴或锂等成分设计的化学萃取工艺。传统上，锂电池由具有石墨负极端子的锂钴氧化物正极端子组成。

 

　　最近，在正极材料使用了多种化学物质，例如磷酸铁锂，镍锰-钴氧化物，镍-钴-铝氧化物和锂锰氧化物。对于负极材料，最近的成分可以是石墨，钛酸锂，锡钴合金，硅等。当提取工艺专门针对一种特定元素设计时，这会引起问题——其他元素/化学物质会导致污垢或侧面问题反应可能会降低提取过程的效率或导致其他问题。

 

　　第二个问题是电池的进步会降低回收的经济效益。例如，磷酸铁锂电池不含高价钴，这是回收利用的关键经济驱动因素之一。

 

　　最后，由于其较高的储能能力，正在积极研究电动汽车的锂硫的新兴锂电池技术不适用于现有的回收设备。硫对于再循环具有非常小的经济价值，并且这些电池中包含的锂金属在暴露于空气和水分时会引起问题。需要研究新的回收技术，以应对这些新电池类型所带来的挑战。

 

　　5.有效的回收如何影响锂工业？

 

　　AB：有效的回收可以通过为资源生产提供增值投入来帮助锂工业。例如，如果收集电池中的锂并将其转化为碳酸盐，则可以为来自采矿的碳酸盐增加额外的体积。

 

　　一些矿业公司已经在探索电池回收如何提供这种有价值的原料。类似地，电池中的其他材料可以被回收和重新利用。锂电池的回收应该有助于锂工业，并避免通过生产类似的电池制造资源来竞争。

 

　　6.有限的回收如何影响电池技术的绿色形象？

 

　　AB：铅酸电池技术已经被认为是一种“绿色”技术，因为它们以高百分比的速度被积极地收集和回收。锂电池缺乏这种能力。

 

　　然而，对于锂离子电池确实存在现有的部分再循环解决方案，并且存在许多寻求提取替代材料的工业方法。如果有效利用新的解决方案和现有技术，那么锂电池的形象可以与可以回收的其他电池技术类型相匹配。

 

　　关键在于提高回收率以将电池从垃圾填埋场转移——这需要综合的监管方法，消费者教育，新的科学解决方案和投资。所有这些都是目前发生的，并且该领域持续的公众利益有助于推动这些变化。