电动汽车正在被大规模推广 , 汽车电池回收成为必然 。
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锂电池随处可见 。 |图虫创意
作者 | 江帆
现代的低头一族们最害怕的事 , 不是4G信号不好 , 不是流量不够用 , 而是——手机没电 。 作为信息社会的生命线 , 一部智能手机必须要有一块耐用的电池 。 不过 , 你有没有想过 , 我们新买来的手机所用的电池 , 很可能不是“一手”的 , 而是电动汽车已经使用过的一部分?
一部小米S 10的电池含锂量大约为1.4克 , 而一个汽车电池则需要大致8千克的锂 , 35千克的镍 , 20千克的锰和14千克的钴 。 也就是说 , 一个汽车电池所使用的锂 , 大约能供5700台手机使用 。 如此庞大的消耗 , 让科学家们不得不考虑 , 靠现在的锂矿产能 , 能满足日益增加的电池需求吗?而其中一个必然的解决方案 , 就是锂电池回收 。
身负重任的锂电池
国际能源机构(IEA)五月发布的一份报告称 , 在本世纪中叶 , 全球将有能力实现温室气体0排放 。 在这份报告中 , 电力出行就是0排放的基石 。 IEA的自信反映出各国的政策决定者、研究者和制造商逐渐在电力出行上达成了一致 。 要想维持气候变化在一个可控的范围内 , 清洁能源的发展刻不容缓 , 而锂电池就是其中的翘楚 。
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通用汽车的模拟电池展示 |网络图片
为了趟上环保的热潮 , 在今年年初 , 美国汽车巨头通用汽车宣布到2035年将停止售卖汽油动力车 , 而德国的奥迪则计划在2033之前就停止生产这类汽车 。 现在 , 很多其他跨国汽车公司也公布了类似的路线图 。 可以说 , 原本正拖着自己的身体、有一步没一步地往电动化挪动的汽车公司们突然间就开始向出口狂奔 。
电动车就是世界的前景 , 研究锂电池的材料学家们为此正直面两个挑战 。 第一个挑战是如何才能减少电池中使用的稀缺或者有害金属 , 另一个则是改进电池的回收过程 , 让汽车电池中的高价值金属能被有效再利用 。 而回收高价值金属正是当下的重点 。
高能量电池 , 非“锂”不可?
锂电池使用非常广泛 , 导致我们很容易产生错觉 , 以为锂资源很丰富 。 实际上 , 锂矿的分布很不均匀 , 世界主要的锂矿在南美洲 , 我国的锂资源是很稀缺的 。 而锂电池 , 在目前电池技术中具有不可取代的地位 。
在锂电池内部 , 锂离子从电池的阳极游离到阴极 , 来产生电能 。 阴极是影响电池性能的主要因素 , 在阴极所使用的金属也是最珍贵的 。 一般的锂电池阴极是一层包含着微观晶体的胶状物 , 这些微观晶体都是在地壳和地幔中自然形成的橄榄石和尖晶石 。 这些晶体能让带负电荷的氧和带正电荷的锂、镍、锰和钴配对 。
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