
據國外媒體報道,電動汽車在全球汽車市場的重要正日益提升,其市場占有率正在穩步攀升。與此同時,各國政府要求禁售內燃機車,以及對清潔能源汽車的大舉激勵措施預計也將創造電動汽車的市場繁榮。
然而,電動汽車如想占據主導地位,還需要在供應量上與傳統內燃機車一較高下,做到這一點必然將需要大量的特定材料,尤其是電池材料。因此,回收將成為電動汽車未來能否制勝的關鍵,回收率高達98%的鉛酸電池或為未來電池回收指明方向。
EV材料回收的重要性毋庸置疑
對傳統內燃機車而言,即使每年產量達到數千萬輛也不需要擔心供應鏈問題,因為這些供應鏈經過近一個世紀發展已經日臻成熟。然而,電動汽車供應鏈卻尚未發展成熟,而提升EV產能卻需要更多大量的材料供應。除了鋰之外,鈷和其他用于制造高容量、高輸出電池的其他元素也是如此。與此同時,電機和相關電子元件也將受到影響,這一領域不僅需要大量的銅用來生產線圈,還需要大量的稀土金屬來制造高強度磁鐵。問題是,不少材料的供應是有限的,往往難以維持長期供應。此外,單一材料來源也往往會引發壟斷方面的擔憂。一旦出現問題,大規模供應壟斷會導致短缺和價格飛漲,因為市場上沒有替代材料可選。
這些材料在現代技術領域往往起到“一鼎定乾坤”效果,回收這類材料的重要性不言而喻。例如,如果鋰或稀土材料的供應出現枯竭,影響的不僅僅是電動汽車,從智能手機、LED到硬盤驅動器等所有現代電子制造業都將陷入停頓。
引導回收渠道
開采新礦固然能提供更多供應,但研究如何(重復)利用已開采的原材料同樣有意義。全球已經有超過1000萬輛電動汽車上路,隨著這些汽車的老化和退役,回收和再利用盡可能多的材料,以減輕不斷生產新原材料的負擔很有必要。
就目前的技術而言,有些材料的回收可能非常簡單,而另一些材料卻極為困難。根據調查,銅回收已經是一個成熟的行業,從汽車上回收銅線是一個非常簡單直接的過程。然而,其他材料就沒那么簡單,現代電池回收就是其中之一。
對EV電池進行回收正是確保未來供應的重要手段,同時也是整個供應鏈需要跨越的技術障礙。然而,現有電池在結構設計上并沒有考慮到回收問題,它們通常由多種不同的材料組成,所有這些材料都混合在一起,密封進一個封閉的容器中。接著,這些電池單元與配套的電子設備和冷卻系統一同被封裝在一個更大的電池組中。因此,這些電動汽車電池組很少,甚至沒有一個是為便于拆卸或回收而設計的。與此同時,由于回收過程過于困難,并且代價高昂以至于不具備商業可行性,因此在這一領域尚未建立起回收基礎設施。
目前的電動汽車電池組是高度集成的組件,需要花費大量的精力去拆卸。通常情況下,單個電池單元黏附在一起,導致回收極為困難,而以循環利用為主導的重新設計可能會在未來改善這一點。事實上,根據目前的研究,鉛酸電池似已為未來EV電池回收指明了方向。在這類電池中,目前的工藝已經可以做到98%的材料都可以回收再利用。未來通過設計和工藝改進,可能會為業內從電動汽車電池組中回收大量的鋰、鈷和其他材料創造條件。據了解,澳大利亞礦商Neometals計劃在德國建立一家商業規模的工廠,每年將回收再加工1.8萬噸舊電池。其工作原理是首先把金屬、塑料外殼和箔分離出來,然后使用涉及化學處理的濕法冶金工藝,從電池的陽極、陰極和電解質材料中分離出鋰、鈷、鎳和其他元素。這類加工的其他選擇還包括使用高溫回收鈷、鎳和銅的火法冶煉作業,不過這種高溫處理方法不適用回收鋰或鋁等材料。
稀土回收
迄今為止,稀土金屬的回收工作也同樣進展緩慢,這主要是因為供應充足抵消了再循環的需要。然而,考慮到未來的需求和當前供應的潛在風險,市場對這一領域的興趣再度高漲。這類材料的處理方法與電池類似,涉及化學處理和高溫處理兩種方法。遺憾的是,兩種方法在市場上都沒有經濟可行性。目前,這類材料中的回收利用率只有1%,其回收工作迄今仍是一個學術命題,而不是一個商業現實。
然而,全球電動化轉型才剛剛起步,改善供應鏈和回收方法的努力仍停留在投機性投資層面,尚未真正步入開發階段。市場經濟的一個問題是,隨著其他部門圍繞新技術的發展而轉變,往往要等到新技術被廣泛采用后,主要參與者才會投資必要的配套基礎設施。因此,隨著電動汽車普及程度不斷提升,對這類關鍵原料的需求預計將持續攀升,而市場成長的陣痛可能還會持續一段時間。

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