亚马逊,松下和回收初创企业为电池波海啸做准备

亚马逊,松下和回收初创企业为电池波海啸做准备

亚马逊,松下和回收初创企业正在为电动汽车市场增长准备电池回收需求的海啸。

在每个智能手机和平板电脑里面都是一个密集的砖块,历史暗和复杂的历史:电池。渡轮来回充电的锂可能在南美盐平面上开始,其中几个月的蒸发在世界上一些最干旱的地区消耗了数百万吨的水。缓解材料抵抗每日充电的蹂躏的钴可能来自刚果民主共和国,据称儿童致残并被杀死从地面提取。要收集各种原子并将它们流入工作电池可能需要数千人可能是十几个国家的成千上万的人。然后,经过几年的使用,花费的设备经常在垃圾填埋场和焚化炉中最终。

由于锂离子电池支架,从手持设备跳跃到汽车,卡车和房屋,企业家和学者都在寻找一种重用硬币材料的方法。投资者正在投注数百万内华达公司红木材料,可以挖掘金属垃圾。竞争对手LI-循环,旨在破解运输电池的后勤难题。其他人正在开发这种技术来恢复活力的电池,而不完全打破它们。通过攻击所有方面的问题,团队迈向一个目标:将耗尽的电池转化为宝贵的资源。

“我们花了所有这些钱制作电池,制作化学品,然后我们在循环结束时燃烧它们,”蒂姆约翰斯顿,李周周期联合创始人和执行主席。 “那是不对的。”

行业内部人士与令人兴奋的电池“海啸”令人兴奋地说话。据Ajay Kochhar,Li-Cyce联合创始人和总裁,全球人们今天已经折腾了今天超过500,000吨的锂电池电池。但随着世界对电力经济的过渡,其对锂离子砖的食欲预计将增加2030年的十倍。大多数爆炸将由电动汽车驱动,该电动汽车携带重量超过1000磅的电池。 “我们在冰山一角,”Kochhar说。

Kochhar和其他人认为这个问题是用更加“圆形”的系统来取代今天脆弱和有问题的供应链的机会,其中一个是从最后一代的材料中建造下一代电池的系统。他们不会因为回收而再循环。仅在2030年,统计数据估计,仅在2030年的每年循环锂离子电池的市场价值180亿美元,从2019年的15亿美元起。

领导美国市场的一个初创公司是红木材料,最新的特斯拉联合创始人JB Straubel。在16年内,他花了作为特斯拉的首席技术官,Straubel意识到没有计划在寿命结束时加工汽车。与手机不同,半吨汽车电池不能在垃圾抽屉后面萎靡不振。目前大多数电动汽车都在他们的主要原因(Straubel驱动他认为是行星上最古老的Tesla – 从2000年代后期开始的跑车原型),但海啸将从早期电动汽车开始在未来五年开始退休的en Masse 。

自2017年推出以来,Redwood材料一直在为第一波做准备。初创公司的两家设施位于卡森市,目前正在处理所有废物和缺陷的电池,由Panasonic共同拥有。单独的Pan​​asonic Sc​​rap每年提供大约一只千兆的材料,并且十几个其他合作伙伴贡献了类似的数量,总价相当于每年约20,000吨材料。该公司最近还与亚马逊合作,将电池从零售巨头处置。

在排序最近的抵达后,公司使用涉及燃烧电池组合的专有过程来融化它们的内容物并将它们浸入渗出所需元件的液体中(尽管确切的程序量身定制以适合电池类型)。最终,公关发言人表示,该技术恢复了电池镍,钴,铝,石墨的95%至98%,占其锂的80%以上。这些材料中的大部分材料都销售回松下来制造新的Tesla电池。

“红木材料组装了一支优秀的团队,与我们合作,解决广泛的废物流,并开发我们可以在我们的细胞制作过程中使用的原材料,”Celina Mikolajczak,V.P。电池技术,北美松下能源。

该公司目前正在努力在摩羯座投资集团和突破能源企业的资金中增加其卡森城市设施的能力,这是一个环境投资基金,包括亚马逊创始人Jeff Bezos和Microsoft联合创始人比尔盖茨。

Johnston和Kochhar以类似的方式找到了Li-Cycle,在2016年在舱口舱一起在一家专门从事电池化学品的全球工程公司工作后启动它。他们在“集线器和说话”模型周围构建了他们的业务。

因为电池是火灾危险,所以它们可以安全地运输昂贵。为了保持距离,李周期打算在当地的“辐条”设施中收集电池,将砖块剪切到三个部件:塑料外壳,混合金属(如箔),以及电池心脏的钴和镍等活性材料 – 被称为“黑色质量”的黑暗灰尘。

Li-Cycle可以直接销售这些材料或将黑色质量送到中央“枢纽”工厂,并在室温下将其浸入液体温度下,Johnston表示提取90%至95%的效率 – 甚至锂,许多过程奋斗有效捕获。

该公司目前有两位辐条运行,一个在安大略省,加拿大,纽约罗切斯特的一个,每年可以分解10,000吨锂离子电池。 Li-Cycle最近宣布计划在罗切斯特建立首个枢纽,该公司将能够每年将25,000吨的黑色质量(从65,000吨电池从65,000吨)分成2022年后开始的锂,钴,镍等元素。像红木材料一样,公司希望尽快扩展,到目前为止,筹集了约5000万美元的资金。

“这是一个很大的空间,我们需要一支循环家的军队,”Kochhar说。

但展望未来,研究人员注意到,扫除电池的长期边距对于其原子零件可能会被惩罚薄。例如,电池的电池的化学结构从一年开始从一年开始削减了2012年和2018年间特斯拉电池中的钴含量为60%。这些变化可能需要连续调整回收过程,同时也使其更少利润(钴是最昂贵的,有价值的电池元件)。

一种更有效的路线可以是以更高的水平再循环电池,并将其较大的分子结构与其原子相反。史蒂夫Sloop,一个呼吁技术的电池研究公司的化学家和创始人,将电池放在公寓楼。而不是将其击倒木材和砖,为什么不翻新? “在制作[电池]中,投入了很多能量,”他说。 “我们正在努力拯救该投资。”

在锂离子电池的情况下,这意味着更换锂电池,一点点在每次充电和放电期间都会粘在电池的分子脚手架上。当电池耗尽锂电时,它模具。 9月,Sloop发布了一个案例研究,描述了他的实验室如何自动拆卸和切碎的苹果电池,将活性材料浸泡在富含锂的浴中,以将它们恢复到原始状态。最终产品标志着从工业来源重新组装的第一个全燃料电池。

并进入技术只是追求这一“直接回收”战略的一组。能源部资金是一个称为雷尔中心的研究成分,支持类似的项目。据林达·国家实验室的交通系统分析师Linda Gaines(Linda Gentes)是努力的努力,该中心目前正在组织几种不同类型的“重新思维”之间的非正式竞争,以便了解其最佳的表演。

“重新思考已经走了很长的路,”她说。 “真的在舞台上,我们可以考虑扩大缩放。”

缩放将成为所有这些举措的主要挑战。在实验室中,将电池减少到原子或更换锂,相对容易。但是如何收集,运输,排序,拆卸,过程,并重新分配即将到来的数百万吨材料。

“这是一项推向市场的新技术,”伯明翰大学的材料科学家Gavin Harper说,这是一个英国电池回收项目的Relib。 “我们没有看到问题和挑战,也是它会创造的机会。”

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