《SK创新研发新技术 回收废弃电动汽车电池》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2019-09-05
  • 据外媒报道,韩国第三大企业集团SK集团(SK Group)旗下电池生产子公司SK创新(SK Innovation)宣布,其正在研发一种技术,能够从废弃的电动汽车电池的阳极材料中回收高浓度的氢氧化锂,而且该公司希望明年能够实现该技术的商业化。

    SK创新(SKI)表示,如果可以获得相关技术,就能够回收80%以上的电动汽车电池组件,并从其中回收较高纯度的镍、钴和锰等关键材料,因为此类材料占电池成本的30%以上。SKI首席执行官Kim Jun表示,废旧的电动汽车电池可以被回收再利用,而且还宣布推出了一个电池即服务(BaaS)战略,利用电池创建一个新型服务平台。

    因为锂离子电动汽车刚刚进入了全球大众市场,SKI的本土竞争者如LG化学和三星SDI也在研发回收电动汽车电池组的技术。未来,电动汽车废弃电池在全球废弃电池市场上的份额将从目前的3%上升至90%。

    电动汽车电池使用存储在可充电电池组中的化学能为汽车提供能量,一旦能量耗尽,就需要更换。但是铝、钴、镍、锂和其他类型的金属非常有价值,可以被回收再利用。虽然从电池中回收有价值核心材料的技术已经实现了商业化,但是SK创新是首家拥有回收高浓度氢氧化锂技术的公司。

    目前,在废弃电池回收利用领域,中国处于领先水平。据悉,中国政府正在制定相关法律,并在各地区选择特定企业进行废弃电池再利用相关的研究活动。目前,韩国三家企业SK创新、LG化学和三星SDI都在国内外与中小企业合作,发展电池回收业务。

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    • 编译者:张欣
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    • 一项研究显示,一种新的回收方法可以回收电动汽车电池中使用的100%的铝和98%的锂。这一过程旨在解决电动汽车电池回收的瓶颈和浪费问题,这是电动汽车电池可持续性的一个重要因素。 研究公告称,该方法还将镍、钴和锰等宝贵原材料的损失降至最低。在这个过程中不需要昂贵或有害的化学物质,因为研究人员使用草酸——一种可以在大黄和菠菜等植物中找到的有机酸。 Chalmers的博士生Léa Rouquette说:“到目前为止,还没有人找到准确的条件来使用草酸分离这么多锂,同时去除所有的铝。由于所有电池都含有铝,我们需要能够在不损失其他金属的情况下去除铝。”。 在大学实验室里,二手车电池的粉末状物质溶解在酸中。研究人员表示,通过微调温度、浓度和所需时间,他们的新工艺取得了“显著”的效果。Chalmers副教授Martina Petranikova表示:“我们需要无机化学品的替代品。当今工艺中最大的瓶颈之一是去除铝等残留材料。这是一种创新方法,可以为回收行业提供新的替代品,并帮助解决阻碍发展的问题。”。 水基回收方法称为湿法冶金。在传统的湿法冶金中,电动汽车电池中的所有金属都溶解在无机酸中。然后去除铝和铜等“杂质”,然后分别回收钴、镍、锰和锂等有价值的金属。研究人员表示,尽管残留的铝和铜含量很小,但需要几个纯化步骤,而这个过程中的每一步都可能导致锂的损失。 利用这种新方法,研究人员颠倒了顺序,首先回收锂和铝。粉碎的废物和草酸的混合物被过滤,留下液体中的铝和锂以及固体中的其他金属。这减少了制造新电池所需的贵重金属的浪费。 该过程的下一步是分离铝和锂。Rouquette说:“由于这些金属具有非常不同的性质,我们认为分离它们并不困难。我们的方法是一条很有前途的电池回收新途径,这条途径肯定值得进一步探索。”。随着这种方法的推广,他们希望能早日应用于工业。 该组织参与了与公司的各种合作,以开发电动汽车电池回收利用。它是大型研发项目的合作伙伴,如沃尔沃和北伏的Nybat项目。
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    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
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    • 随着近年来电动汽车的高速增长,动力电池将迎来第一波退役回收潮,前景广阔的电池回收市场迫切需要更具成本效益的回收技术。 近日,普林斯顿大学的研究人员开发了一种低成本、可持续的方法来利用旧电池制造新电池,并成立了一家初创公司Princeton NuEnergy。 Princeton NuEnergy的联合创始人兼CEO、普林斯顿大学机械与航空航天工程系博士后阎超表示:“人们愿意将闲置的废电池交给我们,从我们这里收到新的正极原材料来制造新电池,比他们自己制造新电池的成本更低。” Princeton NuEnergy研究人员开发的技术结合了不同领域的专业知识,以解决一个长期存在的问题:如何将废弃正极材料或者锂电池中含有钴、镍、锰和锂等元素的昂贵材料转化为新的正极。 目前,回收锂电池的技术依赖于刺激性化学物质和高温、高能密集型工艺,以此将废旧电池分解为元素成分。这种工艺在商业上以环保的方式扩大规模一直具有挑战性。 与之相反,Princeton NuEnergy是以直接回收的形式对正极本身进行升级和更新。该团队的方法可以恢复使用过的正极大部分的结构和成分,包括钴和锂。据研究人员介绍,这种生成新正极材料的方法可减少约70%的用水量、80%的能耗和排放量。 研究人员拿着从回收过程中提取的原料这种技术的核心在于使用低温等离子体,这是一种反应性极强的电离气体,可以其特性进行化学反应,以此去除正极粉末中的污染物。否则,处理这些污染物需要非常高的温度,并且会大量分解材料。该团队可在不破坏正极材料的情况下对其进行清理,具体方法为机械分离正、负极材料,并使正极粉末通过等离子体反应器以去除使用电池时产生的污染。以往的电池回收技术需要通过机械粉碎和熔炼电池材料分离出单个元素,或是将电池溶解在强酸中。这类基于酸的技术会产生大量金属,从而抵消了最初用于生产正极的所有工作。这些方法被认为是间接的,因为这只是将电池材料分解成元素成分,而不是将其重构、再生成新的电池材料。在废旧电池的使用周期中,会从正极材料中流失一些锂,因此研究团队将少量锂添加回再生出的正极粉末中,生产出比全新正极材料更便宜的材料。 “如果你有一块面团,你可以试着轻轻揉捏它并赋予它不同的结构,但基本上不要去管它。”Princeton NuEnergy联合创始人兼技术顾问Bruce Koel解释道,“你不该去破坏它或将其分解成面粉和黄油。” 目前美国只有约5%的废旧锂电池得到了回收。根据普林斯顿大学的美国净零排放研究,想要在本世纪中叶达到净零排放,意味着电动汽车的数量将从今天的大约100万辆增加到2.1亿-3.3亿辆。电动汽车电池的使用寿命为5-10年,每辆车大约有3000个电池单元(具体取决于型号)。IHC Markit的分析预计,目前约有100亿(约46.5万吨)废旧动力电池需要处理,预计到2025年这一数字将增长到290亿。考虑到电池回收领域的热潮,拥有竞争性技术的公司可能会涌现,Princeton NuEnergy正在寻求扩大生产规模。来自台湾的纬创绿色科技公司(Wistron Greentech)最近与其合作启动了一个试点项目,该公司是科技公司主要的废物处理商之一。 Princeton NuEnergy目前正在该公司德克萨斯州的工厂建设一条加工线,计划在2022年将产量提升到每天至少一吨。一条曾用于从电子产品印刷电路板中回收黄金的生产线将被改造为Princeton NuEnergy的电池回收加工线。从黄金到锂、钴等电池材料,这也体现了当下市场需求的转变。 “我们认为,将该技术应用在一个真正的工业项目中会是一个巨大的机会,这将使我们能够大规模回收和重新利用锂电池。”阎超说道。 Koel表示,扩大这一技术规模,不仅可以缓解进口矿产的供应链问题,还可以降低对过度开采地区的矿产需求,这些地区的环境和劳工问题普遍较严重。例如,正极的关键成分钴大多产于刚果,那里的采矿业存在大量童工问题。 目前,该团队研发出的再生正极在小型纽扣电池中的测试性能十分出色。研究人员希望在几年内继续提高回收能力,并从消费类电子产品电池扩展到电动汽车电池,甚至可能扩展到使用再生材料制造全电池。