隨著對(duì)鋰電池技術(shù)的需求持續(xù)增長(zhǎng)，澳大利亞CSIRO的一份新報(bào)告指出，需要制定回收計(jì)劃，以避免大量廢物最終進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)。這份報(bào)告的首席研究員阿南德巴特解釋了鋰電池所面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

隨著電池的蓬勃發(fā)展，越來(lái)越多的研究人員和環(huán)保人士正在推動(dòng)對(duì)回收利用的改進(jìn)。雖然大多數(shù)鋰電池是可回收的，但實(shí)際上只有很小一部分是可回收的。

隨著電動(dòng)汽車越來(lái)越普遍，這個(gè)問(wèn)題很可能會(huì)加劇。內(nèi)燃機(jī)依靠鉛酸電池，其中98%目前在澳大利亞回收利用，因?yàn)橐呀?jīng)制定了相關(guān)計(jì)劃。這類計(jì)劃將被要求避免大量鋰電池廢料被填埋，但也可能提供價(jià)值8.13億至30億美元的資源。

英聯(lián)邦科學(xué)和工業(yè)研究組織（CSIRO）最近的一份題為“澳大利亞鋰電池回收”的報(bào)告指出了鋰電池的可回收資源及其為國(guó)家?guī)?lái)的機(jī)遇。該報(bào)告的研究小組負(fù)責(zé)人AnandBhatt解釋了迫在眉睫的問(wèn)題的規(guī)模，以及將電池回收轉(zhuǎn)化為盈利業(yè)務(wù)需要克服的挑戰(zhàn)。

ML：你能告訴我你最近在澳大利亞的鋰電池回收?qǐng)?bào)告嗎？

AB：鋰電池廢物流在全球和澳大利亞都在增長(zhǎng)。歷史上，這些廢物流來(lái)自便攜式電子設(shè)備和充電電子設(shè)備，2016年達(dá)到3300噸。

但回收利用率僅為2%左右。在過(guò)去幾年中，電網(wǎng)和離網(wǎng)可再生能源儲(chǔ)存市場(chǎng)部門（從住宅到大規(guī)模電網(wǎng)應(yīng)用）一直在快速增長(zhǎng)。此外，電動(dòng)汽車市場(chǎng)也有增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)未來(lái)幾十年將迅速擴(kuò)張。

ML：澳大利亞與其他國(guó)家相比如何？

AB：與其他國(guó)家相比，澳大利亞有許多獨(dú)特的挑戰(zhàn)。我們的人口相對(duì)較少，分布在一個(gè)非常大的地理區(qū)域——這為從人口密集的首都以外收集和運(yùn)輸廢物創(chuàng)造了一個(gè)重大問(wèn)題。

澳大利亞在陸上處理鋰電池的能力也很有限，而且從歷史上看，澳大利亞已將大部分電池運(yùn)輸?shù)胶Ｉ咸幚怼＿@是一個(gè)適合低收集量的選擇，然而，當(dāng)預(yù)期的130000個(gè)廢物流來(lái)自電動(dòng)汽車和光伏應(yīng)用，并考慮到最近報(bào)告的運(yùn)輸火災(zāi)由于廢鋰電池，這不再是一個(gè)理想的解決方案。這種大量的廢物和海上運(yùn)輸/運(yùn)輸?shù)睦щy是目前提高我們陸上回收能力的驅(qū)動(dòng)因素之一。

ML：回收電池的挑戰(zhàn)是什么？

AB：首先，與其他電池一樣，與收集、運(yùn)輸和儲(chǔ)存有關(guān)的安全風(fēng)險(xiǎn)可能是廢鋰電池的問(wèn)題。雖然電池可能被視為壽命終止，但它仍然在電池殼中包含一些能量。通常情況下，當(dāng)使用了70-80%的初始儲(chǔ)能容量時(shí)，制造商會(huì)對(duì)電池進(jìn)行評(píng)級(jí)，使其達(dá)到使用壽命結(jié)束——在當(dāng)前技術(shù)下，設(shè)備可能無(wú)法在此點(diǎn)之外正常工作，因此需要新電池。如果處置的電池被刺穿或短路，剩余的能量可以迅速釋放，并可能引起火災(zāi)。這在含有其他廢物流的廢物再處理中心以及電池狀況未知的地方可能存在問(wèn)題。此外，對(duì)于鋰電池，在負(fù)極中使用過(guò)渡金屬氧化物，這些火災(zāi)很難撲滅。

其次，有必要開展更廣泛的消費(fèi)者教育，以促進(jìn)鋰電池的回收利用，避免大量鋰電池進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)。澳大利亞的一些州和地區(qū)實(shí)施了垃圾填埋禁令，并開始了教育和宣傳活動(dòng)。像澳大利亞電池回收計(jì)劃這樣的組織已經(jīng)發(fā)布了消費(fèi)者和行業(yè)指南，向公眾和行業(yè)宣傳如何回收鋰電池。這些計(jì)劃需要建立在未來(lái)推動(dòng)行為改變的基礎(chǔ)上，以確保一種循環(huán)而非處置的文化。

最后，缺乏符合行業(yè)特定要求的電池標(biāo)簽可能會(huì)在收集、分類和回收過(guò)程中造成混合廢物流問(wèn)題。有些鋰電池在形狀和形式上與其他鋰電池相似，例如，包含不同化學(xué)成分的鉛酸電池，如果混合到鉛酸廢物流中，在回收過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生重大的安全問(wèn)題或化學(xué)不相容問(wèn)題。

ML：電池技術(shù)的進(jìn)步是否在很大程度上改變了電池的回收利用？

AB：電池回收的重點(diǎn)是回收所選材料，如鈷、鋰、銅和鋁，因?yàn)檫@些具有很高的價(jià)值。目前的回收技術(shù)是一種專門為鈷或鋰等成分設(shè)計(jì)的化學(xué)提取工藝。傳統(tǒng)上，鋰電池由鋰鈷氧化物正極和石墨負(fù)極組成。最近，許多化學(xué)物質(zhì)被用于正極端子，如磷酸鐵鋰、鎳錳鈷鈷氧化物、鎳鈷鋁氧化物和鋰錳氧化物。對(duì)于負(fù)極端子，最新的成分可能是石墨、鈦酸鋰、錫鈷合金、硅等。這可能會(huì)在專門為一種特定元素設(shè)計(jì)萃取工藝時(shí)造成問(wèn)題，額外的元素/化學(xué)物質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致污垢或副反應(yīng)問(wèn)題，從而降低萃取效率，或引起其他問(wèn)題。

第二個(gè)問(wèn)題是電池的進(jìn)步會(huì)降低回收的經(jīng)濟(jì)性。例如，磷酸鐵鋰電池不含高價(jià)值鈷，這是循環(huán)利用的主要經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素之一。

最后，采用鋰硫的新興鋰電池技術(shù)，由于其更高的儲(chǔ)能能力，正被積極研究用于電動(dòng)汽車，不適合于現(xiàn)有的回收廠。硫?qū)ρh(huán)利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很低，這些電池中的鋰金屬暴露在空氣和濕氣中會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)這些新型電池所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，需要研究新的回收技術(shù)。

ML：有效的回收利用如何影響鋰行業(yè)？

AB：有效的回收利用可以通過(guò)為資源生產(chǎn)提供增值投入來(lái)幫助鋰產(chǎn)業(yè)。例如，如果電池中的鋰被收集起來(lái)并轉(zhuǎn)化成碳酸鹽，這會(huì)給開采出來(lái)的碳酸鹽增加額外的體積。一些礦業(yè)公司已經(jīng)在探索電池回收如何提供這種寶貴的原料。同樣，電池中的其他材料也可以回收并重新利用。鋰電池的回收利用應(yīng)有助于鋰行業(yè)，避免通過(guò)生產(chǎn)類似的電池制造資源進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

ML：有限的回收利用如何影響電池技術(shù)的綠色形象？

AB：鉛酸電池技術(shù)已經(jīng)被認(rèn)為是一種“綠色”技術(shù)，因?yàn)樗鼈儽环e極收集并以高百分比回收。這是鋰電池所缺少的。

然而，現(xiàn)有的部分回收解決方案確實(shí)存在于鋰離子電池中，并且有許多工業(yè)方法在尋找替代材料。如果新的解決方案和現(xiàn)有技術(shù)得到有效利用，那么鋰電池的形象可以與其他可回收的電池技術(shù)類型相匹配。關(guān)鍵是提高回收率，將電池從垃圾填埋場(chǎng)轉(zhuǎn)移，這需要綜合監(jiān)管方法、消費(fèi)者教育、新的科學(xué)解決方案和投資。所有這些都是目前正在發(fā)生的，而該領(lǐng)域持續(xù)的公眾利益有助于推動(dòng)這些變化。