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Nov 8, 2019 12:23 AM ET

电动汽车行业需要解决电池问题


iCrowd Newswire - Nov 8, 2019

照片由朱利安·斯特拉滕舒尔特 / 图片联盟通过盖蒂图像

电气化交通是解决迫在眉睫的气候危机的最大关键之一。随着道路上的电动汽车越来越多,耗气量也越来越少,司机们燃烧更少的化石燃料,向大气中排放更少的地球加热气体。但是,随着电动汽车越来越普及,它们又面临另一个环境挑战:一旦电池离开道路,如何处理它们。

根据今天发表在《自然》杂志上的一篇新论文,这些电池开始积累成问题。我们不可避免地需要回收许多电池,但从电动汽车上回收废旧锂离子电池的有用材料仍然单调乏味,风险很大。幸运的是,还是有希望的。论文的作者说,体制上的改变——比如设计考虑到回收的电池,以及使用机器人自动拆卸——可以重塑电池回收。反过来,这些改进可以通过使用旧电池来提供制造新电池所需的材料,使电动汽车更加环保。

2017年全球销量超过100万辆。研究作者估计,仅这些汽车最终就会导致25万吨废弃的电池组。如果这些最终被填埋在垃圾填埋场,他们将面临经历一个叫做”热失控”的过程的风险,这个过程基本上是电池中的化学反应,可能导致电池升温,甚至达到燃烧或爆炸。(这也是 TSA 禁止在登机时在托运行李中备用锂离子电池的原因。

但是,爆炸的垃圾填埋场并不是避免倾倒旧电池的唯一原因。实际上,在被带出车辆后,它们可以保持有用。就像你的手机一样,随着时间的推移,电动车的电池将无法保持充电的时间。因此,司机得到一个新的电池或一辆新车。但是,用过的电池通常可以容纳和放电高达80%的功率,当它是全新的。这导致了一些聪明的解决方案,如何处理电池从第一批电动车车队进入市场。今年,丰田发起了一项倡议,将旧电动车电池与太阳能电池板配对,为7-11在日本的商店供电。随着重新利用这些电池的资金,找到二用应用已经超过回收的努力。

“如果你这样做有利可图,人们就会去做。在这一点上,没有系统,没有基础设施(用于回收电动汽车电池),因此,企业的利润并不明显,”新论文的合著者、系统分析师琳达·盖恩斯(Linda Gaines)表示。阿贡国家实验室,由芝加哥大学和美国能源部运营的研究中心。

盖恩斯和她的合著者看到了一个新兴的机会,以满足对新车电池的需求,使用旧汽车的材料。电动汽车用钴制成的锂电池,钴是一种主要在刚果开采的矿物。但是,该地区对钴的需求不断增长,导致对童工的指控以及采矿造成的其他社会和环境影响。因此,对于这项研究的主要作者、伯明翰大学研究员加文·哈珀来说,在某些情况下,回收电池并将这些有价值的材料重新用于新制造,而不是重复使用电池可能更有意义。他说:”最好把钴从电池里拿出来,尽早变成新电池吗?

为了能够回收电池到不断增长的电动汽车市场需求的规模,行业需要解决一些关键的挑战。首先,今天的电池不是为易于拆卸而设计的。电池并非全部采用标准方式制造,因此难以自动将其拆开。许多工作需要由技术娴熟的人手工完成,以避免在这个过程中伤害自己。毕竟,这些东西会爆炸。(当它们这样做时,它们也会产生有害气体。电池中使用的密封剂和粘合剂类型非常强,使工人的工作更加困难。

论文解释道,机器人拆解可以解决人类面临的风险,并使这个过程足够快,足以应对未来电池的涌入。但是机器人需要更标准化的电池来充分发挥其潜力。对于寻找廉价原材料的制造商来说,这些设计变化也可能带来胜利。更容易拆解可能导致从电池中提取更纯净的材料,从而提取更有价值的材料,然后可以出售和/或用于制造新电池。

盖恩斯说:”‘循环设计’是电池制造商应该头脑中应该拥有的东西。”这种思维需要进入产品制造一般。

作者计划开始试验他们概述的解决方案,但拆解电池的机器人装配线仍有待多年,尚未有最后期限。

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Justine Calma



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