亚马逊和松下以及回收创业公司为电池海啸做准备

每一部智能手机和平板电脑里都有一块厚厚的砖头，上面有一段黑暗而复杂的历史：电池。在渡轮上来回充电锂可能始于南美洲的盐滩。在世界上一些最干旱的地区，几个月的蒸发已经消耗了数百万吨的水。钴可以缓冲材料，防止日常充电损坏，可能来自刚果民主共和国，据称那里的儿童被肢解、杀害，并被从地里挖出来。来自十几个国家的成千上万的人可能需要收集各种各样的原子，并将其制成工作电池。然后，经过几年的使用，用过的设备通常会被填埋和焚烧。

锂离子电池已经准备好从手持设备跳入汽车、卡车和家庭，企业家和学者们正在竞相寻找一种方法来重复利用来之不易的材料。投资者押注数百万美元，认为内华达州的一家红木材料公司可以从电子垃圾中提取金属。竞争对手李循环旨在解决运输电池的物流问题。其他公司正在开发这项技术，在不完全分解电池的情况下使失效的电池恢复活力。通过全方位解决问题，团队朝着一个目标努力：将耗尽的电池转化为有价值的资源。

Li-Cycle联合创始人兼执行董事长蒂姆约翰斯顿(TimJohnston)表示：“我们把所有这些钱都花在了制造电池、制造化学品上，然后在周期结束时将其烧掉。”“这不对。”

业内人士对即将到来的电池海啸既兴奋又不安。Li-Cycle联合创始人兼总裁AjayKochhar表示，如今全球各地的人们已经放弃了超过50万吨的锂电池，其中大部分是小型电子产品。然而，随着世界向电力经济转型，预计到2030年，人们对锂离子砖的需求将增加10倍。大多数爆炸将由电动汽车驱动，电动汽车装有重量超过1000磅的电池。“我们处于冰山一角，”科赫哈说。

Kochhar和其他人认为这是一个机会，可以用一个更“循环”的系统来取代今天脆弱和有问题的供应链，该系统可以使用上一代的材料来制造下一代电池。他们回收不仅仅是为了回收。Statista估计，到2030年，仅锂离子电池的回收市场每年就将价值180亿美元，高于2019年的15亿美元。

特斯拉联合创始人的回收创业。

引领美国市场的一家新兴公司是RedwoodMaterials，这是特斯拉联合创始人JBStraubel的最新合资企业。在担任特斯拉首席技术官的16年里，斯特劳贝尔意识到没有计划在汽车使用寿命结束时处置它。与电话不同，半吨的汽车电池不能只放在垃圾抽屉的后面。目前，大多数电动汽车都处于全盛时期(斯特劳贝尔驾驶的是他认为是2000年代末最古老的特斯拉-Roadster原型车)，但海啸将在未来五年早期电动汽车开始大规模退役时开始。

目前，公司致力于借助摩羯座投资集团和突破能源风险投资公司(包括亚马逊创始人杰夫贝索斯和微软联合创始人比尔盖茨)的环境投资基金，提升卡森市工厂的产能。

辐条模式

Johnston和Kochhar以类似的方式成立了Li-Cycle，并在与专门从事电池化学品的全球工程公司Hatch合作后，于2016年推出了Li-Cycle。他们围绕着“聚线说话”的模式建立自己的事业。

因为电池有火灾危险，所以安全运输可能很贵。为了保持距离，Li-Cycle打算在当地的“辐条”设施中收集电池，该设施将砖块分成三部分：塑料外壳、混合金属(如箔片)和位于电池中心的活性材料(如钴和镍)——一种被称为“黑球”的暗尘。

Li-Cycle可以直接出售这些材料，也可以将黑色块状物运输到中央“枢纽”工厂，然后在室温下将其浸入液体中。约翰斯顿说，提取这些金属的效率为90%至95%，甚至包括锂，这在许多工艺中都很难实现。有效捕捉。

目前，该公司有两根辐条，一根位于加拿大安大略省，另一根位于纽约罗切斯特市，每年可分解总计1万吨锂离子电池。李自行车最近宣布计划在罗切斯特建立第一个枢纽。从2022年底开始，该枢纽每年可将2.5万吨黑块(来自6.5万吨电池)分离成锂、钴、镍等元素。和红杉材料公司一样，公司也希望尽快扩大规模，目前已募集资金约5000万美元。

“这是一个很大的空间，我们需要一个回收团队，”科赫哈说。

活化分子

但展望未来，研究人员指出，移除电池原子部分的长期利润可能会非常微薄。电池的化学结构每年都在变化。例如，松下在2012年至2018年间将特斯拉电池中的钴含量降低了60%。这些变化可能需要不断调整回收过程，同时也减少其利润(钴。

是最昂贵，最有价值的电池元件)。

一种更有效的途径可能是将电池回收到更高的水平，从而挽救它们更大的分子结构而不是原子。史蒂夫·斯洛普(SteveSloop)是电池研究公司OnToTechnology的化学家和创始人，他将电池比作公寓楼。为什么不翻新木材和砖块，不装修呢?他说：“在制造[电池]上投入了大量精力。”“我们正在努力节省投资。”

对于锂离子电池，这意味着要更换锂，锂在每次充电和放电过程中都会一点点卡在电池的分子支架上。当电池中的自由流动的锂耗尽时，它会耗尽。九月，斯洛普(Sloop)发表了一个案例研究，描述了他的实验室如何自动拆卸和切碎召回的苹果电池，将其活性物质浸泡在富含锂的浴液中以使其恢复原始状态。最终产品标志着第一个从工业来源重新组装的完整燃料电池。

OnToTechnology只是追求这种“直接回收”策略的一个组织。能源部资助了一个名为ReCellCenter的研究联盟，该联盟支持类似的项目。据阿贡国家实验室的运输系统分析师LindaGaines称，该中心目前正在组织几种不同类型的“再锂化”之间的非正式竞赛，以查看效果最佳。

她说：“重新锂化已经走了很长一段路。”“确实是在我们可以考虑扩大规模的阶段。”

扩大规模将是所有这些举措所面临的主要挑战。在实验室中，将电池还原成原子或替换锂相对容易。但是，如何收集，运输，分类，分解，加工和重新分配即将到来的数百万吨的材料绝非易事。

伯明翰大学的材料科学家加文·哈珀(GavinHarper)说：“这是一种即将上市的新技术。”他参与了英国电池回收项目ReLib。“我们没有看到它会带来的问题，挑战和机遇。”

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