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對標寧德時代,、LG化學,,這家歐洲企業(yè)有著獨特的思路

2020-11-19
來源: 雷鋒網(wǎng)

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雷鋒網(wǎng)按,,由于特斯拉以及中日韓動力電池巨頭在全球新一輪的動電池生產(chǎn)競賽中的強勁表現(xiàn),,錯失上一波紅利的歐洲正在奮起直追,。

  據(jù)預測,,到2025年,電動汽車和混合動力汽車將占到鋰離子電池市場的90%,。這是一個龐大的數(shù)字,,但它同時也代表著,在從化石燃料轉向電動汽車的競賽中,,一個新的挑戰(zhàn)正在出現(xiàn):

  相對于化石燃料,,電池對環(huán)境可能更友好,但如果數(shù)以百萬噸計的廢電池無法處理好,,就無法實現(xiàn)真正的綠色革命,。

  對于被稱為「歐洲寧德時代」的 Northvolt 來說,解決的方式很簡單,,即回收舊電池,。這家瑞典電池初創(chuàng)企業(yè)成立于2016年10月,創(chuàng)始人是特斯拉前供應鏈管理部門副主席Peter Carlsson和Paolo Cerruti——與很多巨頭從電池核心技術起家不同的是,,Northvolt 第一個項目卻是旨在使鋰離子電池的回收的產(chǎn)業(yè)化,。

  Northvolt 的回收計劃已經(jīng)開始付諸行動。在瑞典中部的一個小城市韋斯特拉斯,,坐落著一個實驗電池回收實驗室,。正是在這里,Northvolt 試圖證明,,汽車電池可以大規(guī)?;厥?。

  據(jù)估計,在電池的溫室氣體排放中,,30%來自采礦和提煉原料,。Northvolt 的目標則是從廢舊電池中回收這些原材料,并將其重新用于生產(chǎn)新電池,,減小生產(chǎn)電池時對環(huán)境的影響,。該項目自今年夏天開始運作,目前已經(jīng)開始生產(chǎn)樣品電池,。

  事實上,自2019年以來,,Northvolt 就一直在瑞典建造歐洲首個超級電池工廠,,目標是到2030年占據(jù)歐洲汽車電池市場25%的份額。如果試點回收實驗室成功,,一個全面的回收工廠將建在瑞典北部工業(yè)城市謝萊夫特郊區(qū)的超級工廠旁邊,。

  目前,電動汽車電池的回收利用是一項復雜的技術任務,。即使在回收電池之前,,Northvolt 也必須找到安全的方法,將含有有毒易燃化學物質(zhì)的電池組運回工廠,。這是一個需要跨越許多安全和監(jiān)管障礙的過程,。

  當電池被安全運送到Northvolt的回收中心,拆卸和釋放的過程就可以開始了,。

  不過,,由于鋰、鎳,、錳,、石墨和鈷都被包裹在鋼鐵、合金和塑料中如果不正確地拆卸電池,,電池就有爆炸的傾向,,電池放電會也可能導致電池著火或爆炸。

  Northvolt首席環(huán)境官 Emma Nehrenheim 表示,,雖然目前拆解電池組的工作是手工完成的,,但公司正在設計一種自動拆解系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅會加快拆解的過程,,而且會提供更大的安全性,。但機器需要克服的最大障礙有關于電池設計,因為回收的電池往往不盡相同,,這迫使回收工廠為不同的汽車電池制定不同的計劃,。

  在安全拆卸電池,、回收電池和模塊后,Northvolt開始在一個密封的真空環(huán)境中粉碎這些物料,,以確保周圍沒有二氧化碳和氧氣等活性氣體,,導致電池中的材料受到污染。液體電解質(zhì)則被蒸發(fā)和濃縮,,之后可用于其他的地方,。

  進行到這一步之后,粉碎的物料將根據(jù)性質(zhì)進行分類,。一張巨大的篩網(wǎng)會留下較大的物質(zhì),,而較小的物質(zhì)則被分離出來,磁性和非磁性金屬也會進行分離,。這些都會被送到附近的回收中心,,其中,銅和鋁將由Northvolt的合作伙伴來進行加工,。

  隨著物料根據(jù)密度,、大小、磁化率被分類并送走,,還剩下了一堆黑色的粉末,。這種粉末由鎳、錳,、鈷,、氫氧化鋰和石墨組成,些是鋰離子電池中最重要的部分,。

  這種粉末要經(jīng)過一種叫做濕法冶金的過程,,在這個過程中,黑色的粉末被倒入酸液中,,然后上述原材料都將從黑色粉末中分離出來,,留下制造新型電動汽車電池所需的所有原料。

  目前,,這個過程也是緩慢且復雜的,,但它的效果可能最好。

  倫敦帝國理工學院環(huán)境工程教授安娜,?科爾表示,,電池回收的主要方法有三種,濕法冶金,、焦化回收,、以及直接回收。焦化回收是指電池在3000攝氏度的熔爐中進行熔煉,。這是一個暴力的過程,,所有的鋰都被破壞消失了——當人們試圖回收鋰離子電池時,,這不是一個理想的結果。

  安娜,?科爾補充說:

  濕法冶金法在對環(huán)境更友好,。如果包括回收利用,這一方式大約可以改善 30%的碳足跡,。

  而且,,Northvolt的整個濕法冶金的過程100%使用水力發(fā)電,進一步降低溫室氣體排放,。出于對環(huán)保的執(zhí)著,,未來,Northvolt 可能會搬到可再生資源更多的地方,,比如北歐,,那里水力發(fā)電過剩。

  回收電動汽車電池已經(jīng)成為一個重要議題,,隨著電動汽車銷量的增加,,這將變得至關重要,。據(jù)了解,,Northvolt的電池超級工廠預計將于2022年開始投入使用,每年可回收2.5萬噸電池——聽起來可能很多,,但這只是電動汽車崛起所造成的總浪費的九牛一毛,。

  在2019年發(fā)表在《Nature》雜志上的一篇論文中,研究人員估計,,2017年全球銷售的100多萬輛電動汽車可能導致25萬噸的報廢電池組,。歐盟法律規(guī)定,電池制造商必須回收使用過的汽車電池,,一旦電池使用壽命結束,,并禁止通過填埋和焚燒的方式處理汽車電池。特斯拉就已經(jīng)因此而面臨了罰款,。

  當然,,讓電動汽車電池變得更環(huán)保不僅需要更高的技術水平,還需要花費大量的錢,。

  今年7月,,Northvolt宣布已通過股權和債務籌集23億英鎊,以支持兩個鋰離子超級電池廠的發(fā)展,,并加大對回收利用的研發(fā),。寶馬、大眾,、ABB和西門子都對Northvolt進行了投資,,歐洲投資銀行也向其提供了3.15億英鎊貸款,。

  盡管目前歐洲在電動汽車電池領域還不是領頭羊,但Northvolt希望能夠在綠色電池領域有自己的一番作為,。他們預測,,在未來,每個電池廠都會有一個與之相連的回收工廠,,無論是自己建造還是與附近的工廠有商業(yè)合作關系,。

  同樣,Northvolt也希望,,到2030年,,其用于制造電池的原材料中,有50%將來自回收材料,。



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