電動車動力鋰離子電池回收的挑戰

將來十年，全球的汽車運輸習慣將可能出現重大改變，電動車或將被普遍認可使用，報廢電池的數量也將大大上升。將來，電池回收利用鏈條將得到強勁地發展，但還未獲得有關方面的足夠重視。

有預測聲明，將來電動車所用電池的均勻壽命為八年。盡管目前所有的緊要汽車制造商都擁有其概念電動車模型，但全球范圍內，第一代真正意義上的電動車在2012年之前不會大量投入市場。因此第一代電動車使用的電池將不會在2020年前沖擊電池回收工業，專家們相信在這一年里，電動車將會完全被公眾所接受。

據全球知名的專業機構——普華永道（pWC）預測，到2020年，全球制造的汽車將有5%為電動車。更加有甚者，法國雷諾-尼桑公司首席執行官CarlosGhson認為，2020年全球制造的電動車將達到10%左右，但電動車發展之箭已經上弦，無法阻擋。

荷蘭政府正在鼓勵電動車的發展，并希望該國在電動車的發展方向上走在世界的前列，而對汽車電池的回收卻并沒有系統的想法。在本文中，將著重討論電動車原材料拆卸、收集、可供數量、電池類型和回收工藝技術等問題。

電動車是汽車將來發展方向。今朝合適的電池需求正在極速新增。繼鉛電池、Ni-Cd電池和NiH電池之后，鋰電池被認為是現代電動車應選擇的最佳材料。

鋰廣泛用于陶瓷、玻璃以及制藥等行業，近年來鋰的運用范疇迅速拓展。它具有高電化學電勢，所以鋰也是熱交換的理想材料，適用于現代電池。已經有六成手機、九成筆記本電腦中用到可充電鋰電池。陰極材料和電池電解液中都要鋰，對鋰需求的新增，緊要是因為電動車數量的不斷新增。目前，電池制造商加工所用的鋰占到全球鋰產量的20%。

全球鋰儲量的三分之二是在鋰三角——鹽荒漠表面頂部，在智利和葡萄牙還有較少量的鋰礦。有關鋰萃取，重點是要探明地下鹽水中的鋰能否用于加工電池。智利是最大的碳酸鋰加工國（在SalarDeAtacama鹽礦），而玻利維亞擁有最大的儲量（見表1）。

據美國地質調查局的研究數據：全球鋰儲量為1100萬噸，通過比較，2008年鋰產量達到27400噸，而碳酸鋰和氧化鋰年萃取量約為80000噸，相當于15000噸鋰金屬，其他鋰金屬來自于鋰輝石礦（鋰輝石緊要用于陶瓷工業，因為其玻璃樣結構，不太適合用于電池）。

每一千瓦時電容量要0.79kg碳酸鋰（0.15kg鋰），而插電式混合動力汽車（簡稱pHEV）電池均勻具有20千瓦時的能量。倘若2020年全球汽車銷量達到7000萬輛，以其中5%為電動車或復合電動車計算，則額外需求超出55000噸碳酸鋰，這已經超過了2010年的全球消費數量。

因為需求上升，鋰價格也將繼續上漲，所以很難萃取的鋰礦也有了經濟利益。玻利維亞已經在計劃建設年產量30000噸的鋰廠，可能會有更大的加工潛力。按現有儲量規模，除非電動車數量有爆炸性上升，鋰的加工將能保障將來汽車工業的需求，預計可以滿足將來200年之用。

鋰不是唯一的新元素，它只是電動車鋰電池的一個成份，其他成份還有稀土元素，也在例如磁體、電子、太陽能電池、風力滑輪機和催化劑范疇使用（見表2）。

過去10年，稀土元素全球消費量上升超過了3倍，達到近12.5萬噸。

目前，電池收集仍是一個尚未得到足夠重視的問題。由于汽車電池遭遇低價值或負價值，電池通常是在汽車拆卸公司被拆下來，常常是一些非常重的電池集成（重量可達200kg)，這是一個很實際的問題。汽車公司不得不接受要怎么樣安全拆卸電池的培訓，而汽車修理廠、車庫和防火服務部門將非得接受在汽車電池更換、損壞和發生事故時要怎么樣安全應對的培訓。

如假定電池的均勻壽命是8年，仿佛汽車使用壽命應比電池使用壽命長一些，這就會出現其他的緊要問題，誰來更換尚未達到電動車使用壽命的電池？更緊要的是舊電池要如何解決？

直到今朝，都沒有人留意到未來回收鏈啟動的緊要用途，比如上述的原材料消費中就沒有考慮到電池再次使用和回收。正在開發的各種技術，如濕法冶金工藝技術，把金屬熔解在熔池里以便回收它們。誠然，目前最適宜的回收技術是高溫冶金熔煉技術，較重的金屬沉降到熔池底部，而其他氧化物——渣則浮在頂部，鋰作為氧化鋰而留在渣中，這種氧化鋰不能再用來制造出產電池，但渣可以用來筑路。

實際上回收鋰電池并不是緊要為回收鋰，而是回收銅、鋁、鎳和鈷。其他金屬發展趨勢是采用錳和磷酸鐵替代鈷和鎳等高價金屬、結合熔煉工藝較低的金屬收得率，整個回收工藝成本相當高，預計在2～3歐元/千克。一個電池的回收成本很容易達到200歐元。除了實際問題和技術問題之外，還有資金問題也妨礙了電池回收業的興起。更明確地說，是誰來支付電動車電池的拆卸、收集和解決費用的問題。

目前，對電動車汽車回收的研究已經全面展開，荷蘭汽車回收協會ARN下屬的分支機構ARNAdvisory正在密切監控這一范疇的發展狀況。在目前的過渡時期，采用有效燃料的柴油和復合動力汽車仍可實現效率的大幅新增，與此同時，還有一個問題是鋰電池未來是不是會使用。因為鋰電池的安全性仍在爭執之中，且某些材料尚不能完全回收。

荷蘭汽車回收協會在進行全面研究，以便對拆卸問題和復合電動車電池的原材料構成有更好的知道。電池的構成和數量在很大程度上決定了回收成本，這些也都成為這一研究小組日常所研究的領域。

新技術的誕生，可能使得鋰離子并不會成為將來電動車的緊要驅動力，例如硅空氣電池采用非常一般的原材料制成，所用的氧氣從空氣中獲得，因此它不僅使得電池重量變輕而且另一個更大的優點是回收這種電池不再是一個問題，硅砂十分豐富，而且在電池報廢時不會出現危險物質。鋰電池只是辦法之一，并不是電動車的唯一處理辦法。

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