康奈尔大学取得新发现 管理废旧电动汽车电池

随着全球电动汽车生产的加速发展，废旧锂离子电池的数量也逐渐增多。但与传统铅酸汽车电池不同，锂离子电池很难进行处理。据外媒报道，康奈尔大学（Cornell University）领导的一项新研究确定了几个可持续管理众多废旧锂离子电池的关键，如电池化学、二次应用和回收。

（图片来源：techxplore）

能源系统工程系教授Fengqi You、Roxanne E.和Michael J. Zak表示：“处理废旧电动汽车电池这一问题十分巨大。”这三位教授曾使用先进模型研究在电池生产、使用和回收的过程中如何平衡环境和经济。”该生命周期分析涵盖多种电池材料和技术的选择，具体详细内容已于11月15日发表于期刊《Science Advances》。

在电池生命周期起初，也就是开采原材料时，经济学会决定电池如何被制造。教授You表示：“当前锂离子电池的设计主要关注提高性能，而非回收或二次利用。电动汽车电池的寿命通常为5到12年，但目前为实现回收和再利用这些的电池的改进设计却很少。”

研究发现电池的化学性质会影响整体环境影响。例如，钴是一种常见的电池材料，在开采时会消耗大量能源并对环境造成破坏。而用镍代替钴可以减少环境破坏，但大多数生命周期场景都表明存在取舍。

研究合著者Lynden Archer表示：“钴在电池阴极中的存在，即使相对少量，也会减少其他组件的氧化环境，从而延长电池的使用寿命，并增加二次使用和材料回收的可能。”但Archer还称，钴的价格高昂，且可能存在剥削童工，使得这种材料不太受到欢迎。

该分析还发现，如果电动汽车电池在回收前可以重复使用，其整体碳足迹最多可减少17%。电池再利用的一种选择是存储风能和太阳能的发电站。这种能量存储的需求不断增长，并且可以利用能量容量降低的废旧电池。随着可再生能源在电网中所占份额不断增加，二次利用电池的碳足迹减少了约四分之一。

当今大多数回收设施都难以分解高度强化的汽车电池并回收其中的原材料。该研究的合著者、博士生Yanqiu Tao表示，政策制定者应该考虑如何激励回收技术，优化电池的可持续性。

Tao表示：“在这项研究中，我们会将常用的石墨作为负极活性材料，但这种材料难以回收利用，燃烧时会排放二氧化碳。如果政策制定者能够促进石墨分离或新兴的回收方法，就会减少对环境的影响。”