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      研究考慮電動汽車電池生產的可持續性解決方案

      放大字體  縮小字體 發布日期:2022-01-06
       

      康奈爾大學(Cornell University)研究人員調查了電動汽車能量儲存設備中生命周期的經濟與環境權衡。

      盡管許多人認為電動汽車(EVs)可以作為一項技術有助于解決環境危機問題,但目前在這些車輛中使用的電池是存在有毒化學物質的,這些電池是有特殊的處理需求的,因此電池本身就存在可持續性問題。

      電池的問題推動了康奈爾大學的一項研究,他們通過許多種方法來調查當電動汽車電池壽命結束時產生的廢物相關問題。

      康奈爾大學能源系統工程教授Fengqi You領導的團隊利用先進電腦模擬調查電動汽車電池整個生命周期存在的環境和經濟權衡,從生產到使用,再到如何最終回收和再利用。

      You教授在新聞發布會中說:“所有廢舊電動汽車電池應該如何處理將是一個巨大的問題。”

      You教授提到現在的電動汽車的鋰離子電池是為性能設計的,而不是為了回收或再次利用設計的。這種電池可以維持5到12年的生命周期,直到電池徹底失去為汽車提供動力所需的能量。You說:“現在很少有人討論改善電池設計以實現回收或再利用的環境因素。”

      了解權衡

      研究人員進行了一次電動汽車電池生命周期的分析,其中考慮了電池材料和技術等多方面選擇,特別是當前經濟因素是如何推動電池制造決策的。

      該研究的其中一個方向是通過鈷來試驗,在生產過程中鈷是一種很常見的電池材料??的螤柎髮W工程系主任,同時也是該研究的共同領導人Lynden Archer解釋研究團隊在模擬試驗中展示了電動汽車電池中使用正負極之間的權衡。

      鈷是通過采礦獲得的,這對環境也會造成破壞。在使用童工和剝削世界上較貧困地區的工人方面,鈷礦開采也存在道德問題。

      Archer解釋道,這導致這種材料“通常被認為是‘電氣化’未來所需的低成本電池中不可取的”。

      然而,鈷在電動汽車電池方面具有經濟優勢和材料優勢,因為鈷在陰極可以延長電池的使用壽命,增加了再次使用和材料回收的選擇。

      研究人員說,在考慮電動汽車電池材料的使用以實現更可持續的未來時,這些利益必須得到平衡。

       

      圖中展示的是一種典型的鋰離子電池的生命周期,這種電池現在用在驅動電動汽車,并具有回收和再利用的潛在選擇

      實現可持續的生命周期

      康奈爾大學研究團隊的分析同時發現了,如果電動汽車電池在回收之前再利用,那么電池的碳足跡可以減少17%。

      一種方法是通過容量降低的廢舊電動汽車電池建立可以儲存風能和太陽能的發電站。

      研究人員還在研究當前的困難,回收設施必須分解電動汽車電池,以回收內部可再用的材料。具體來說,團隊考慮電動汽車電池使用石墨作為陽極活性材料,這種材料很難回收,燃燒時會排放二氧化碳。

      康奈爾大學的一位研究生Yanqiu Tao也參與了這項研究,他指出,解決這個問題的一個辦法可能是政策制定者考慮如何激勵回收技術,優化電池的可持續性。例如,立法者可以促進石墨分離或新興的回收方法,以減少電池中使用這種材料對環境的影響。

       

      中國化學與物理電源行業協會 楊柳翻譯

      2022.1.5

       
      關于我們:中國化學與物理電源行業協會(China Industrial Association of Power Sources,縮寫:CIAPS) 是由電池行業企(事)業單位自愿組成的全國性、行業性、非營利性的社會組織。協會成立于1989年12月,現有530多家會員單位,下設堿性蓄電池與新型化學電源分會、酸性蓄電池分會、鋰電池分會、太陽能光伏分會、干電池工作委員會、電源配件分會、移動電源分會、儲能應用分會、動力電池應用分會和電池隔膜分會等十個分支機構。
      本會專業范圍包括:鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池、鋅錳堿錳電池、鋰一次電池、鋰離子電池、太陽電池、燃料電池、鋅銀電池、熱電池、超級電容器、溫差發電器及其他各種新型電池、電池系統解決方案,以及各類電池用原材料、零配件、生產設備、測試儀器和電池管理系統等。

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