隨著電動(dòng)汽車(chē)(EV)越來(lái)越受歡迎，改善其供應(yīng)鏈的呼聲也越來(lái)越高。這一趨勢(shì)在美國(guó)的最新動(dòng)向是——美國(guó)能源部(DOE)向鋰電池回收公司Li-Cycle提供了3.75億美元貸款。

該筆貸款將被Li-Cycle用以投資新回收工廠，新工廠位于紐約州羅切斯特市附近，這是它在北美的第五個(gè)回收工廠。一旦新回收工廠投入運(yùn)營(yíng)，每年將能回收相當(dāng)于20萬(wàn)輛以上的電動(dòng)汽車(chē)廢舊鋰離子電池組。

但同時(shí)，民眾對(duì)鋰礦開(kāi)采也日益關(guān)注，電動(dòng)汽車(chē)的“環(huán)保理念”受到質(zhì)疑，而鋰電池回收能讓電動(dòng)汽車(chē)更環(huán)保。

越來(lái)越多的鋰電池計(jì)劃

以上并非是美國(guó)能源部在鋰電池回收方面最大的一筆投資。2023年2月，美國(guó)能源部宣布向紅木材料(Redwood Materials)公司提供20億美元貸款，用于后者在內(nèi)華達(dá)州里諾市附近的一個(gè)新回收工廠。在Li-Cycle宣布獲得美國(guó)能源部貸款的前一周，電池回收公司Ecobat宣布，將在亞利桑那州建立它的北美首家電池回收工廠。

與此同時(shí)，美國(guó)的鋰電池產(chǎn)量也在不斷增加。2023年1月，美國(guó)能源部向Ioneer公司的流紋嶺(Rhyolite Ridge)鋰硼項(xiàng)目提供了7億美元的貸款。Ioneer聲稱(chēng)，流紋嶺鋰硼項(xiàng)目全面投入運(yùn)營(yíng)后，每年的鋰產(chǎn)能可滿足40萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)的生產(chǎn)需求。

美國(guó)電池技術(shù)公司是鋰生產(chǎn)和回收的另一個(gè)重要參與者。今年2月底，該公司宣布發(fā)現(xiàn)了美國(guó)最大的鋰礦床之一，該礦床初步估算的碳酸鋰資源量為1,580萬(wàn)噸，足以支撐美國(guó)鋰離子電池產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)。

鋰電池回收的必要性

隨著美國(guó)電動(dòng)汽車(chē)需求飆升，政府加強(qiáng)了對(duì)鋰電池的投資。該國(guó)針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的目標(biāo)：到2030年，美國(guó)市場(chǎng)將有超過(guò)一半的乘用車(chē)是電動(dòng)汽車(chē)。此外，在經(jīng)歷了十多年的價(jià)格下跌后，激增的需求刺激了鋰電池成本的上漲。

美國(guó)要想實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展目標(biāo)，必須要加強(qiáng)對(duì)鋰材料的供應(yīng)。再加上，美國(guó)正計(jì)劃將大部分制造業(yè)轉(zhuǎn)移到國(guó)內(nèi)，以此來(lái)避免供應(yīng)鏈對(duì)國(guó)際礦山的依賴(lài)。因此，美國(guó)本土的鋰資源顯得尤為重要。

在加強(qiáng)本土供應(yīng)鏈中，鋰電池回收起到了重要作用。盡管美國(guó)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了新鋰礦，但與電動(dòng)汽車(chē)的生產(chǎn)需求相比，全球鋰材料的供應(yīng)仍相當(dāng)有限。世界經(jīng)濟(jì)論壇(WEF)預(yù)測(cè)，全球最早在2025年面臨鋰短缺，因?yàn)樵诂F(xiàn)有電池技術(shù)的基礎(chǔ)上，全球鋰儲(chǔ)量?jī)H夠生產(chǎn)25億塊鋰電池。

電池回收工廠可抵消這些限制，讓電動(dòng)汽車(chē)的生產(chǎn)更具可持續(xù)性。但開(kāi)采鋰礦需要消耗大量的水資源，且造成的有毒化學(xué)物品有泄漏到周?chē)h(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)，使得鋰礦開(kāi)采面臨著越來(lái)越多的審查。因此，回收鋰電池在減少電動(dòng)汽車(chē)制造業(yè)碳足跡方面舉足輕重。

關(guān)于“綠色”“環(huán)保””可持續(xù)“等概念，近年來(lái)全球主要國(guó)家都在關(guān)注。其實(shí)不只是美國(guó)，”碳中和“”綠色能源“也是中國(guó)關(guān)注的話題。2023年3月29-30日，AspenCore將在上海舉辦國(guó)際集成電路展覽會(huì)暨研討會(huì)（IIC Shanghai 2023），同期將舉辦第二屆“碳中和暨綠色能源”論壇，推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上下游交流與合作！

依然存在的障礙

盡管鋰電池回收的潛力很大，美國(guó)也在增加這方面的投資，但它仍面臨一些挑戰(zhàn)：鋰離子電池回收既危險(xiǎn)，成本又高。2013-2020年期間，美國(guó)的64個(gè)廢物處理廠的245起火災(zāi)均由鋰電池引發(fā)。此外，回收工廠在運(yùn)輸和處理鋰電池時(shí)也要格外小心，這帶來(lái)了高昂的運(yùn)輸和處理成本。

因電池制造商在生產(chǎn)鋰離子電池時(shí)并未考慮到回收，所以這些電池通常也很難被拆卸出來(lái)。回收工廠需粉碎回收的電池，并對(duì)電池材料進(jìn)行分類(lèi)，導(dǎo)致其交貨時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高。

雖然原生鋰對(duì)環(huán)境的破環(huán)力更大，但是高成本和“并發(fā)癥”讓回收的電池，成為了原生鋰電池一個(gè)不太理想的替代品。這可能會(huì)減緩電池回收工廠的發(fā)展速度，從而阻礙整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)的可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)可行性發(fā)展。

另外，電池回收行業(yè)也存在其他風(fēng)險(xiǎn)——可能在10年甚至更久，鋰電池回收都無(wú)法達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)，擴(kuò)大產(chǎn)能的公司將耗盡資金。

新的解決方案

雖然電池回收面臨的挑戰(zhàn)令人擔(dān)憂，但是現(xiàn)在也有一些令人鼓舞的跡象。隨著鋰電池回收項(xiàng)目投資不斷增加，電池制造商或?qū)?huì)為后續(xù)的電池回收做考慮，將鋰電池組件設(shè)計(jì)得更容易拆卸。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)跟蹤等供應(yīng)鏈技術(shù)也能減少鋰電池在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的危害。

新的處理技術(shù)也讓電池回收更有成本效益。2022年，研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的回收方法，采用新方法生產(chǎn)的電池比含有全新材料的電池壽命更長(zhǎng)、充電速度更快。這一突破可降低回收電池的全生命周期成本，鼓勵(lì)大家更快地?cái)[脫對(duì)采礦的依賴(lài)。

也有電池制造商在關(guān)注用更少的材料來(lái)制造鋰離子電池。麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)的一種電池，可通過(guò)使用半固體電極來(lái)減少對(duì)金屬的需求，該設(shè)計(jì)降低了40%的電池成本。在降低鋰電池成本的基礎(chǔ)上，再配合電池回收技術(shù)，就更易滿足電動(dòng)汽車(chē)的生產(chǎn)需求。

電動(dòng)汽車(chē)制造前景光明

在電動(dòng)汽車(chē)需求上升和美國(guó)“制造業(yè)回流”計(jì)劃的推動(dòng)下，該國(guó)電動(dòng)汽車(chē)制造業(yè)將實(shí)現(xiàn)大幅度增長(zhǎng)，Li-Cycle這類(lèi)公司的新電池回收技術(shù)將支撐這一增長(zhǎng)。

電動(dòng)汽車(chē)制造業(yè)正在接受電池回收技術(shù)，這一轉(zhuǎn)變將確保大家有一個(gè)更清潔的未來(lái)。