Norway is building a lithium-ion battery recovery factory battery recycling is imminent

2022/04/08

Autor: Iflowpower -Dodávateľ prenosných elektrární

Nórska továreň na recykláciu lítium-iónových batérií je vo výstavbe, spočiatku sa zameriava na batérie elektrických vozidiel (EV), ale generálny riaditeľ spoločnosti uviedol, že bude schopná zvládnuť aj batérie pevných systémov na ukladanie energie (ESS). Závod sa otvorí tento rok neskôr, s ročnou výrobnou kapacitou 8 000 ton batériových modulov EV od nórskej Materials Processing Company Hydro a so sídlom vo švédskej startupovej spoločnosti na výrobu lítiových batérií Joint Venture Hydrovolt Construction. Generálny riaditeľ Hydrovoltu Frederikandresen povedal, že jeho spoločnosť je veľmi šťastná, že „správne začala“ výstavbu továrne na recykláciu batérií z obnoviteľných zdrojov.

Hydrovolt má za cieľ obnoviť niekoľko typov lítium-iónových batérií. Partneri HYDRO a NORTHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHVOLT investovali 120 miliónov nórskych (1 394 miliónov dolárov) do vybudovania továrne s vysokým stupňom automatizácie, ktorú možno vyhladzovať a klasifikovať. Hydrovolt tiež vyhral 43.

5 miliónov nórskych fondov od nórskej vlády Enova, ktorá podporuje čistiace energetické a klimatické programy. Batériu poskytne BatteriRetur a Batteriretur zozbieral a zrecykloval batériu z Nórska a továreň má továreň v blízkosti nového závodu Hydrovolt vo Fredrikstade. BatteriRetur bude tiež prevádzkovať továreň, zatiaľ čo operácie Hydrovolt budú „úzko spojené s Hydro a Northvolt“: Northvolt v súčasnosti vyrába batérie pri výstavbe desiatok prístavov vo Švédsku a Nemecku s cieľom obslúžiť 25 % výroby energie v Európe.

Celkový dopyt po lítiových batériách zahŕňa najmä automobilové aplikácie vrátane pevných aplikácií. Zároveň má výroba hydraulickej energie viac ako 100 rokov v priemysle hnojív, hliníka a vodnej energie a iných priemyselných odvetviach. Hydroelektrina bude regenerovať a opätovne používať hliník v skupine batérií a batérií, Hydrovolt bude absorbovať kobalt, lítium, mangán a nikel z „čierneho bloku“ vyrobeného mokrou metalurgiou.

Výrobca batérie potom tieto materiály opätovne použije alebo ich predá. Koncom minulého roka sa objavili správy, že japonskými výrobcami elektroniky sú San Panasonic a Equinor (predtým Norwegian National Petroleum) podpísali memorandum o porozumení na založenie „podniku so zelenými batériami“ v Nórsku. Ďalšia nová spoločnosť FreyRbattery sa snaží založiť supertováreň na lítiové batérie v krajine a dnes uviedla, že hľadá spoločnosť na špeciálne účely (SPAC) na burze v New Yorku.

"Urban Mining" je rozhodujúci pre udržateľný priemysel batérií Andresen hovorí Energy-Storage.News, Nórsko je jednou z najrýchlejších krajín na svete s elektrickými vozidlami a Hydrovolt "prirodzene začína batériou a modulom pre elektromobily". Andresen povedal: „Nórsko bude jednou z prvých EV batérií, ktoré budú využívať recyklovateľné batérie EV s ukončenou životnosťou.

Ale vieme recyklovať aj batérie z EZS a iných aplikácií, ako je recyklácia batérií z expedičného oddelenia v prevádzkach našej stavby a na nákup batérií využijeme aj dostupnú kapacitu z iných trhov a oddelení. "Anderson povedal, že ľudia očakávajú batériu a recykláciu batérie v systéme skladovania energie" Samozrejme, časom výrazne porastie ". Anketári sa tiež pýtajú, či je možné batériu použiť v batérii alebo z oddelenia EV pre pevnú aplikáciu, a naopak.

Anderson povedal: "Materiály extrahované z batérií pre elektromobily sa používajú na iné účely. Toto je tiež oblasť, ktorú študujeme. Môže to byť čistý regeneračný materiál na výrobu batérií alebo sa môže opätovne použiť pre určité komponenty batérie."

V Nórsku bolo niekoľko opätovne použitých projektov, kde je určitý potenciál. "Generálny riaditeľ spoločnosti HYDROVOLT uviedol, že EÚ prijme nové nariadenia o batériách zvýši zmysel pre zodpovednosť a transparentnosť európskeho dodávateľského reťazca batérií a zavedie normy pre udržateľnosť a emisie CO2, čím sa opätovne využije celková hodnota batérie z batérie. Dohodou.

Aplikujte ďalší. Uviedol, že nariadenie do určitej miery podporí aj opätovné použitie. "Z hľadiska životného prostredia je mestská ťažba rozhodujúca pre zaistenie toho, že materiály použité v batérii opäť, naším cieľom je hrať svoju vlastnú úlohu pri dosahovaní tohto cieľa," povedal Anderson.

Aby sa z Hydrovoltu stala „jednotná predajňa“ lítium-iónovej batérie, generálny riaditeľ uviedol, že zariadenie možno replikovať inde a „časom preskúma a zváži ďalšie miesta“. Sme veľmi nadšení z budovania zariadení na recykláciu batérií z obnoviteľných zdrojov. Rok 2021 využijeme na ďalšie skúmanie toho, ako poskytujeme podporu výrobcom OEM a ďalším účastníkom, aby sme dosiahli recykláciu šetrnú k oxidu uhličitému.

Očakáva sa, že komerčná recyklácia lítium-iónových batérií, vrátane prebalených batérií na druhé použitie, sa stane veľkým biznisom, ale zatiaľ je Li-cycle v Číne a Spojených štátoch v Ontáriu, Kanade a New Yorku. Jediný komerčný recyklačný závod. Južná Kórea.

Zároveň, pokiaľ ide o európsku výrobu lítiových batérií, uplynulo niekoľko dní a EÚ schvaľuje 2,9 miliardy USD (3,5 miliardy USD) z národných fondov pomoci pre členské štáty na podporu projektov v ich krajine.

Fínsko práve oznámilo národnú stratégiu pre batérie na využívanie surovín dostupných na ich území. Význam obnovy batérií S popularitou elektrických vozidiel, explozívnym rastom výbušnín a hromadou odpadových lítium-iónových batérií pre tieto vozidlá. Priemyselní analytici predpovedajú, že do roku 2020 sa v Číne vyrobí len asi 500 000 ton odpadových lítium-iónových batérií.

Do roku 2030 dosiahne svet 2 milióny ton ročne. Ak trend súčasného zaobchádzania s týmito použitými batériami zostane nezmenený, aj keď je možné lítium-iónovú batériu obnoviť, väčšina z týchto batérií ich môže naplniť. Tieto obľúbené napájacie boxy obsahujú cenné kovy a iné materiály, ktoré možno recyklovať, spracovať a znovu použiť.

Ale dnes sa recykluje veľmi málo. Napríklad podľa Austrálskej federálnej organizácie pre vedu a priemyselný výskum (CSIro) Naomij.Boxall sa v Austrálii zbierajú a posielajú na recykláciu do zámoria len 2 – 3 % lítium-iónových batérií.

Oživenie v EÚ a USA (menej ako 5 %) nie je oveľa vyššie. „Obnova lítium-iónových batérií nie je všeobecne uznávanou praxou,“ povedal Lindal.gaines z Národného laboratória Agong.

Gaines je expert na materiály a analýzu životného cyklu. Ako uviedol, medzi dôvody patria technické limity, ekonomické bariéry, logistické problémy a regulačné medzery. Všetky tieto problémy sa stali klasickým problémom „sliepky a vajíčka“.

Keďže v priemysle lítium-iónových batérií chýba rozsiahle hospodárske oživenie, výskumníci a výrobcovia batérií sa nezamerali na zlepšenie recyklovateľnosti. Namiesto toho sa zaviazali znižovať náklady a zvyšovať životnosť batérie a kapacitu nabíjania. Navyše, keďže výskumníci dosiahli len mierny pokrok v zlepšovaní recyklácie, relatívne malé lítium-iónové batérie sa konečne obnovia.

Väčšina batérií, ktoré boli recyklované, je podobná procesu vysokoteplotného tavenia a extrakcie (alebo tavenia), ktorý sa používa v ťažobnom priemysle. Tieto operácie sa vykonávajú vo veľkých komerčných zariadeniach, ako je Ázia, Európa a Kanada, vyžadujú veľa energie. Tieto továrne majú vysoké stavebné a prevádzkové náklady a vyžadujú moderné vybavenie na zvládanie škodlivých emisií vznikajúcich počas procesu tavenia.

Aj keď sú náklady vysoké, tieto závody nedokážu získať všetky cenné materiály batérií. Zatiaľ je väčšina práce, ktorá zlepšuje obnovu lítium-iónových batérií, sústredená v relatívne malom akademickom výskumnom tíme, tieto výskumné skupiny sú zvyčajne nezávislé. Ale veci sa začali meniť.

Po starnutí elektromobilov a nechcených prenosných elektronických zariadení bude čoskoro existovať veľké množstvo odpadových batérií na báze lítia a nová technológia recyklácie batérií sa začne komerčne využívať. Stále viac vedcov začína študovať túto problematiku a rozširuje postgraduálnych študentov a postdoktorandské tímy, ktoré dostávajú školenie o recyklácii batérií. Okrem toho niektorí odborníci na batérie, výrobu a recykláciu začali vytvárať veľké, mnohostranné partnerstvá, aby vyriešili naliehavý problém.

Výhody odborníkov recykláciu batérií batérií a ekológmi poskytujú celý rad dôvodov pre obnovenie lítium-iónových batérií. Recyklované materiály môžu byť použité na výrobu nových batérií, čím sa znížia náklady na výrobu. V súčasnej dobe sa tieto materiály trvať viac ako polovicu nákladov na batérie.

V posledných rokoch sa ceny dvoch najbežnejších katódy kovového kobaltu a niklu (najdrahšie zložky) kolísať. Kobalt a nikel aktuálne trhové ceny sú približne $ 27,500 za metrický a $ 12,600 per tonu, resp. V roku 2018 sa cena kobaltu prekročí $ 90,000 za metrický.

V mnohých typov lítium-iónové batérie, tieto kovy a lítia a koncentrácia mangánu vyššie ako koncentrácia v prírodnej rudy, takže použitá batéria je podobný vysoko koncentrované rudy. Ak môžete obnoviť tieto kovy z akumulátora odpadu než väčšie náklady a úspornejšie ako prirodzené rudy, bude cena batérií a elektrických vozidiel klesať. Okrem potenciálnych ekonomických prínosov, zotavenie môže tiež znížiť množstvo materiálov, ktoré vstupujú na skládku.

Sun Zhi, kontrola znečisťovania odborník, Chinese Academy of Sciences, uviedol, že kobalt, nikel, mangán a ďalších kovov nájdené v batérii môže ľahko unikať z vonkajšieho plášťa pochovaný v batérii, znečistiť pôdu a spodné vody, ohrozenia ekosystémov a ľudské zdravie. To isté platí pre fluorované soli (bežné v LiPF6) v organickom rozpúšťadle, použitom v batériových elektrolytov. Batéria bude mať nielen negatívny vplyv na životnosť, ale tiež môže mať negatívny dopad na životné prostredie pred výrobou batérií.

Vzhľadom k tomu, Gaines z Argonne, väčšie recykláciu spotrebováva menej dobývania nerastných surovín a menej súvisiace nebezpečenstvo pre životné prostredie. Napríklad, výťažok vyžaduje kov na liečbu sulfidu kovu rudy pre niektoré batérie, čo je energeticky náročné a emisie SOX, čo môže spôsobiť kyslé dažde. Znížiť závislosť na batérie materiálov môžu tiež spomaliť spotrebu týchto surovín.

Gaines a Argonne kolegovia používajú metódu výpočtu k štúdiu tohto problému a ako simulovať, ako rastúca výroba batérií má vplyv na geologické zásoby mnohých kovov v roku 2050. Výskumníci rozpoznať tieto predpovede "zložité a neisté", vedci zistili svetových zásob lítia a nikel udržať rýchly rast výroby batérií. Ale výroba batérií môže znížiť globálne kobalt vyhradzuje viac ako 10%.

Recyklácia lítium-iónové batérie môže tiež pomôcť riešiť politické náklady a nevýhody. Podľa správy z CSIRO, 50% svetovej produkcie kobaltu pochádza z Demokratickej republiky Kongo a v súvislosti s ozbrojenými konfliktami, nelegálne ťažbe, ľudských práv a škodlivých environmentálnych postupov. Katóda pre recykláciu batérie a tvoria kobalt koncentrácia môže pomôcť znížiť závislosť cudzích zdrojov pre tieto problémy a zvýšiť bezpečnosť dodávateľského reťazca.

Výzva zotavuje lítium-iónových batérií je rovnako ako ekonomické faktory, a tiež proti tomuto dôvodu. Napríklad veľké kolísanie surovinových batérií priniesla neistotu na recykláciu ekonomiky. Najmä prudký pokles cien kobaltových vyvolalo pochybnosti ľudí, v porovnaní s výrobou nových batérií, jedná sa o dobrý obchod voľba.

Zjednodušene povedané, v prípade, že cena kobaltu klesá, regenerovaný kobaltu bude ťažké konkurovať cenou a baníctvo, výrobca zvoliť materiál ťažby namiesto regenerácie, tak nútiť zotavenie k zastaveniu činnosti. Pre spoločnosti, ktoré sa domnievajú, oživenie batérie, ďalšie dlhodobá finančná problém je použiť aj iné typy batérií, ako LIAIR alebo iných pohonných systémov pre vozidlá, ako sú vodíkové palivové články, obsadí hlavnú oporu v elektrickom automobilového trhu v najbližších niekoľkých rokoch , Čím sa zníži požiadavky na obnovených lítium iónových batérií.

chémia batérie tiež robí zotavenie zložitá. Vzhľadom k tomu, Sony v roku 1990, výskumníci opakovane upraviť ingrediencie katódy k zníženiu nákladov a zvýšenie kapacity nabíjanie, život, čas a ostatné výkonnostné parametre nabíjania. Niektoré lítium-iónové batérie použiť katódu vyrobenú z lítia cobaltate (LCO).

Ďalšie lítium niklu mangánu oxidy kobaltu (NMC), lítium nikel-kobalt oxidu hlinitého, fosforečnan lítny železo alebo iných materiálov. Okrem toho, medzi výrobcom, pomer zložka typu katódy (napr.

NMC) sa môže meniť v širokom rozmedzí. V dôsledku toho, lítium-iónová batéria obsahuje "širokú škálu kontinuálny vývoj materiálov, čo umožňuje obnovenie", "povedal Liang An, recyklačné batérie odborník Hong Kong Polytechnic University. Reploys musieť klasifikovať a oddeliť podľa zložiek do spĺňajú požiadavky vrátane recyklovaných materiálov, čo robí proces zložitejší a zvýšené náklady.

Štruktúra batérie komplikuje obnovu práce. Lítium-iónové batérie sú kompaktné, komplexné zariadenia majú rôzne veľkosti a tvary, a nemožno demontovať. Každá batéria obsahuje katódu, anódu, bránice, a elektrolyt.

Katóda je typicky vytvorený z elektrochemicky aktívneho prášku (LCO, NMC, atď), a sadze, a je viazaný na hliníkovej fólie spojení s polymérnou zlúčeniny (ako je napríklad polyvinylidénfluorid (PVDF)). Anóda zvyčajne obsahuje grafit, PVDF a medenú fóliu.

Odlučovač pre izoláciu elektródy, aby sa zabránilo skratu je porézny plastovej fólie, spravidla z polyetylénu alebo polypropylénu. Elektrolyt je zvyčajne roztok LiPF6 rozpustí v zmesi ethylenkarbonátu a dimethylkarbonát. Komponenty sú starostlivo navinutá alebo na sebe a bezpečne balené v plastových alebo hliníkových krytov.

Veľké akumulátory, ktoré poskytujú energiu pre elektromobily môžu obsahovať tisíce batériami, ktoré pakety stlačte modul. Tieto obaly tiež obsahovať senzory, zabezpečovacie zariadenia, a obvody pre riadenie batérie, z ktorých všetky boli pridané ďalšiu vrstvu komplexnosti a demontáž zvýšené náklady a zotavenie. Všetky tieto batérie prvkov a materiálov je potrebné liečiť recyculations získať cenné kovy a iné materiály.

Je zrejmé, že olovené autobatérie je ľahko rozobrať, a olovo (asi 60%, vzhľadom na hmotnosť batérie) môže byť rýchlo oddelený od ostatných zložiek. Ako výsledok, takmer 100% olova v týchto batérií sa získa v Spojených štátoch, ďaleko prevyšuje mieru návratnosti skla, papiera a iných materiálov. Zlepšiť spôsob obnovy v tejto fáze, niekoľko veľkých požiarnych huty sa zotavuje lítium-iónových batérií.

Tieto zariadenia sú obvykle prevádzkované pri teplotách 1500 ¡± C, ktorú možno získať z pálenia kobalt, nikel a meď, ale nemôže obnoviť lítium, hliník alebo žiadne organické zlúčeniny. Tieto zariadenia vyžadujú veľa finančných prostriedkov, čiastočne preto, že je potrebné spracovávať emisie toxických fluororesides uvoľnených počas procesu tavenia. Napríklad, mokré hutníctva alebo chemické ponorenie je komerčne dostupný v Číne, ktorá ponúka alternatívu k energeticky náročných alternatív a znižuje investičné náklady.

Tieto extrakcie a separácie katódových kovov sú typicky prevádzkované pod 100 ¡A c, s výnimkou iných prechodných kovov, môže tiež obnoviť lítium a meď. Jednou z nevýhod bežných metód Lúhovanie vyžadovať korozívnych reakčných činidiel, ako je kyselina chlorovodíková, kyselina dusičná, kyselina sírová a peroxidu vodíka. Výskumní pracovníci, ktorí vykonávajú štúdiu mierka meradlo identifikovali potenciálne zlepšenie v týchto metód obnovy, ale len málo firiem, ktoré boli získané v rámci spôsobu mid-test meradle.

Vancouver, British Columbia, USA mangánu rastlinné konvertuje 1 kg / h odpadu do katódového prekurzor, môže výrobca sám použiť na syntéze čerstvé katódovej materiály. Odpad sa odkazuje na nekvalifikované katódy prášku, dekorácie a iných odpadov zhromaždených počas výrobného procesu batérie. Chief Technology Officer spoločnosti Zarkomenseldzija popisuje odpad ako "nízke súkno", čo je materiál, ktorý je vhodný pre použitie, môžu byť použité pri pokusoch rozšíriť prevádzkový rozsah a obrátiť sa na skutočné batérie odpadu.

Vysvetlil, že proces spoločnosti nevracia katódy kovu s oxidom siričitým, a má kyseliny chlorovodíkovej alebo peroxid vodíka. CEO Eric Glaz spoločnosti (Ericgh, povedal tento zdroj batérie spoločnosti Woodsti City, Massachusetts používate poverený továreň, a rastlina má rýchlosť približne 0,5 ton za deň, a aktívne sa tvrdo pracovať, aby zvýšenie kapacity 10-krát.

Mnohé z recyklačných metód budú produkovať rôzne monometalické zlúčeniny, ktoré sa musia kombinovať, aby sa vyrobili nové katódové materiály. Proces BatteryResourcer vyzráža zmesi niklu, mangánu a hydroxidu kobaltu. Tento hybridný prekurzor kovovej katódy zjednodušuje prípravu batérie a znižuje výrobné náklady.

Tím spoločnosti DOE Recell zároveň presadzuje takzvanú metódu priamej recyklácie na obnovu a opätovné použitie materiálov batérií bez drahého spracovania. Jedna metóda vyžaduje odstránenie elektrolytov pomocou superkritického oxidu uhličitého, potom rozdrvenie batérie a fyzické oddelenie komponentov, napríklad na základe hustoty. V zásade možno po tomto jednoduchom procese takmer všetky komponenty znovu použiť.

Najmä, keďže tento spôsob nepoužíva kyseliny alebo iné dráždivé činidlá, morfológia a kryštálová štruktúra materiálu katódy zostávajú nedotknuté a materiál si zachováva svoje cenné elektrochemické vlastnosti. Gaines povedal, že na implementáciu tejto metódy šetrenia nákladov potrebujete viac práce. Na Birminghamskej univerzite členovia tímu Relib Alirezarastegarpanah vyvinuli robotické metódy pre bezpečné, automatizovane ovládané lítium-iónové batérie.

V projekte Relib Birminghamskej univerzity hlavný výskumník Paul Anderson uviedol, že výskumný tím našiel zjavnú príležitosť na zlepšenie ekonomickej efektívnosti obnovy batérie prostredníctvom automatizácie. Na tento účel tím vyvíja robotické postupy na triedenie, rozoberanie a získavanie cenných materiálov z lítium-iónových batérií. Birminghamský výskumník Allaun Walton dodal, že použitie robotického zariadenia na vybratie batérie eliminovalo riziko elektrického a chemického zranenia.

Povedal, že automatizácia môže tiež zlepšiť oddelenie komponentov batérie a zlepšiť ich čistotu a hodnotu. Hoci väčšina z týchto stratégií je ešte len v počiatočnom štádiu vývoja, ich dopyt rastie. V súčasnosti je počet vyradených batérií elektromobilov malý, ale chystá sa jeho nárast.

Hongkonský technologický inštitút uviedol, že rozsiahlej recyklácii bránia mnohé prekážky, ale „príležitosti vždy súvisia s výzvami“. Je čas kričať, berte recyklovanú lítium-iónovú batériu vážne.

KONTAKTUJ NÁS
Povedzte nám svoje požiadavky, môžeme urobiť viac, než si dokážete predstaviť.
Pošlite svoj dotaz
Chat with Us

Pošlite svoj dotaz

Zvoľte iný jazyk
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
Aktuálny jazyk:Slovenčina