By 快速公司, 阿黛尔•彼得斯

六年前, 瑞安·梅尔瑟特(Ryan Melsert)是一个工程师小组的成员,他们坐在内华达州沙漠中部的一辆建筑拖车里,正在筹划特斯拉新电池生产设施的细节, 的Gigafactory. “我们被要求设计和建造世界上最大的工厂, 制造世界上成本最低的电池, 而且不消耗任何能量,”他说. “这真是一个雄心勃勃的目标. 我们真的只是盯着一小块土.”

随着工厂的第一条生产线开始上线, 制造粉末、浆料、电池和电池组, 梅尔塞特认识到这个行业面临的挑战. 超级工厂完成了它的使命. 但是制造电池会产生废物, 比如配件和有缺陷的电池, 而且很难找到回收这些垃圾的设施, 甚至只是处理它,让它不再有危险.

“我们开始购买拖拉机拖车,并把它们停在现场, 在拖拉机拖车里装满各种各样的废料, 只是希望在某一时刻有人能找到一种方法来处理和回收它,并以可持续的和成本效益的方式来做,”他说. “但在最初的几年里, 没有多少公司站出来,能够做到这一点.”

来自电动汽车和消费电子产品的废旧电池也面临同样的挑战, 从智能手机到笔记本电脑. 锂离子电池废料的数量正在迅速增长. 但传统的回收商无法很好地处理它. 它可能很危险:今年夏天, 例如, 一个储存了大约100吨锂离子电池的仓库发生了火灾, 大火持续了近一周,迫使数千人撤离该地区.
即使电池不燃烧,回收过程也会释放大量有毒污染物. 而传统的工艺效率低下,因此产生了大量的浪费. 它的价格也非常昂贵,以至于回收者常常要付钱来做这项工作, 而不是自己购买废物并从中获利. 移动巨大的电动汽车电池, 有几百磅重, 成本是否会超过传统回收材料的价值. 梅尔塞特决定离开特斯拉,创办博天堂足彩网下载(博天堂), 解决这个问题.

这家初创公司是目前开拓更好电池回收利用领域的少数公司之一. 传统的回收方法是将电池撕碎,用热量和化学物质将其分解成基本部件. 博天堂希望根据团队在制造方面的理解重新考虑流程. “而不是把所有的电池放在高温熔炉中, 或者把它们放入强酸浴中, 或者干脆把它们扔进碎纸机, 我们故意不做这些,”Melsert说. “我们撤回了许多制造步骤,以反向将包‘拆卸’到模块, 对细胞, sub-cell组件.”

工程师知道, 例如, 在制造过程中,某些粉末很难粘在金属基体上, 或者把某些液体留在电池里. “我们现在在拆卸过程中有意造成所有这些失效模式,使这些子组件从本质上彼此分离,”他说. 材料部分分选后,用化学方法提取纯材料.

而旧的回收方法产生的低等级材料可以出售给工业市场, 新工艺使它们的质量可以用于新电池, 完全闭合电池回路. (材料可在此过程中反复使用,质量无损失.)通过避免传统工艺所需的高温, 它还节省能源和成本,避免空气污染. 这一过程还能从每个电池中提取更多的材料,产生的废物很少.

现在,美国很少生产电池材料.S.虽然中国国内电池制造业正在增长,但中国在全球电池产业中所占比例不到1%. 特斯拉的超级工厂每年生产大约38千兆瓦时的电池, 超过400千兆瓦时的产能正在美国建设中.S. 回收与电池生产更接近的材料可以帮助供应链.

在目前的系统中,制造电池的大部分原材料来自海外. “仅仅是进口那么远的材料就会对成本产生很大影响,”梅尔塞特说. “有进口关税,有运输成本. 还有供应的安全. 当我们看到, 尤其是在COVID - 19期间, 在封锁, 全球很多供应链都崩溃了,你根本无法接触到这些材料. 如果你在美国有一个电池制造厂.S.但你们的原料都不是美国制造的.S.,这会让你变得脆弱. 这使得获取这些材料的成本更高. 你对这些材料如何制造对环境的影响也不太了解.”

其他初创公司也在把回收利用更接近生产, 包括Northvolt, 这家专注于可持续发展的瑞典电池制造商已经筹集了60亿美元,并与大学合作创建了另一种新的电池回收流程. 该公司目前正在运营一个试点回收工厂,并将在2023年初开始运营一个更大的工厂, 就在它的电池制造厂旁边, 源源不断地从挪威等地进口旧电池, 在哪些地方,电动汽车的销量超过了化石动力汽车.

由特斯拉联合创始人J.B. Straubel公司正在美国扩大电池回收的规模.S. 并计划生产电池中最昂贵的部分阴极. 红木的专有的过程, 现在正在内华达州的一个大型设施中使用, 它可以回收电池中将近98%的稀土金属. 它利用电池内部的剩余能量,所以它不需要外部的能量输入.

博天堂目前正在建设其第一个试点工厂,以展示其自己的工艺. 通过能源部和福特公司的拨款, 通用汽车(General Motors), 和Stellantis, 它将与化学公司巴斯夫合作,证明回收材料可以制成新的电池正极材料. 第三个合作伙伴将生产完整的电池,可以与原始材料制成的电池进行性能测试. 博天堂计划在两年内建造首个商用工厂.
Melsert表示,随着新电动汽车数量的增长,电动汽车行业仍需要开采新材料. “即使你有一个100%完美的回收系统, 这只能维持现场的电池数量,”他说. “随着数量的增长,你需要将新材料引入这个闭环. 因此,该行业既需要回收利用,又需要低环境影响和低成本的初级金属收获.”

博天堂也在研究新的采矿方法. 该公司目前在美国拥有约1000英亩的采矿租约.S. 他们正在测试提取锂的新方法, 镍, 钴对环境的影响更小,还能避免其他供应商带来的其他问题, 比如钴矿的童工. 他说:“回收技术本身并不清洁。. “采矿技术本身并不脏.“重要的是,到2030年,电动汽车供应链要做到这两点, 国际能源机构估计,路上将有多达2.3亿辆电动汽车, 都需要新电池的材料.