有关澳大利亚锂电池的回收

随着对锂电池技术的需求持续增长，澳大利亚CSIRO的一份新报告指出，需要制定回收计划，以避免大量废物最终进入垃圾填埋场。这份报告的首席研究员阿南德巴特解释了锂电池所面临的挑战和机遇。

随着电池的蓬勃发展，越来越多的研究人员和环保人士正在推动对回收利用的改进。虽然大多数锂电池是可回收的，但实际上只有很小一部分是可回收的。

随着电动汽车越来越普遍，这个问题很可能会加剧。内燃机依靠铅酸电池，其中98%目前在澳大利亚回收利用，因为已经制定了相关计划。这类计划将被要求避免大量锂电池废料被填埋，但也可能提供价值8.13亿至30亿美元的资源。

英联邦科学和工业研究组织（CSIRO）最近的一份题为“澳大利亚锂电池回收”的报告指出了锂电池的可回收资源及其为国家带来的机遇。该报告的研究小组负责人AnandBhatt解释了迫在眉睫的问题的规模，以及将电池回收转化为盈利业务需要克服的挑战。

ML：你能告诉我你最近在澳大利亚的锂电池回收报告吗？

AB：锂电池废物流在全球和澳大利亚都在增长。历史上，这些废物流来自便携式电子设备和充电电子设备，2016年达到3300吨。

但回收利用率仅为2%左右。在过去几年中，电网和离网可再生能源储存市场部门（从住宅到大规模电网应用）一直在快速增长。此外，电动汽车市场也有增长，预计未来几十年将迅速扩张。

ML：澳大利亚与其他国家相比如何？

AB：与其他国家相比，澳大利亚有许多独特的挑战。我们的人口相对较少，分布在一个非常大的地理区域——这为从人口密集的首都以外收集和运输废物创造了一个重大问题。

澳大利亚在陆上处理锂电池的能力也很有限，而且从历史上看，澳大利亚已将大部分电池运输到海上处理。这是一个适合低收集量的选择，然而，当预期的130000个废物流来自电动汽车和光伏应用，并考虑到最近报告的运输火灾由于废锂电池，这不再是一个理想的解决方案。这种大量的废物和海上运输/运输的困难是目前提高我们陆上回收能力的驱动因素之一。

ML：回收电池的挑战是什么？

AB：首先，与其他电池一样，与收集、运输和储存有关的安全风险可能是废锂电池的问题。虽然电池可能被视为寿命终止，但它仍然在电池壳中包含一些能量。通常情况下，当使用了70-80%的初始储能容量时，制造商会对电池进行评级，使其达到使用寿命结束——在当前技术下，设备可能无法在此点之外正常工作，因此需要新电池。如果处置的电池被刺穿或短路，剩余的能量可以迅速释放，并可能引起火灾。这在含有其他废物流的废物再处理中心以及电池状况未知的地方可能存在问题。此外，对于锂电池，在负极中使用过渡金属氧化物，这些火灾很难扑灭。

其次，有必要开展更广泛的消费者教育，以促进锂电池的回收利用，避免大量锂电池进入垃圾填埋场。澳大利亚的一些州和地区实施了垃圾填埋禁令，并开始了教育和宣传活动。像澳大利亚电池回收计划这样的组织已经发布了消费者和行业指南，向公众和行业宣传如何回收锂电池。这些计划需要建立在未来推动行为改变的基础上，以确保一种循环而非处置的文化。

最后，缺乏符合行业特定要求的电池标签可能会在收集、分类和回收过程中造成混合废物流问题。有些锂电池在形状和形式上与其他锂电池相似，例如，包含不同化学成分的铅酸电池，如果混合到铅酸废物流中，在回收过程中会产生重大的安全问题或化学不相容问题。

ML：电池技术的进步是否在很大程度上改变了电池的回收利用？

AB：电池回收的重点是回收所选材料，如钴、锂、铜和铝，因为这些具有很高的价值。目前的回收技术是一种专门为钴或锂等成分设计的化学提取工艺。传统上，锂电池由锂钴氧化物正极和石墨负极组成。最近，许多化学物质被用于正极端子，如磷酸铁锂、镍锰钴钴氧化物、镍钴铝氧化物和锂锰氧化物。对于负极端子，最新的成分可能是石墨、钛酸锂、锡钴合金、硅等。这可能会在专门为一种特定元素设计萃取工艺时造成问题，额外的元素/化学物质可能会导致污垢或副反应问题，从而降低萃取效率，或引起其他问题。

第二个问题是电池的进步会降低回收的经济性。例如，磷酸铁锂电池不含高价值钴，这是循环利用的主要经济驱动因素之一。

最后，采用锂硫的新兴锂电池技术，由于其更高的储能能力，正被积极研究用于电动汽车，不适合于现有的回收厂。硫对循环利用的经济价值很低，这些电池中的锂金属暴露在空气和湿气中会导致问题。为了应对这些新型电池所带来的挑战，需要研究新的回收技术。

ML：有效的回收利用如何影响锂行业？

AB：有效的回收利用可以通过为资源生产提供增值投入来帮助锂产业。例如，如果电池中的锂被收集起来并转化成碳酸盐，这会给开采出来的碳酸盐增加额外的体积。一些矿业公司已经在探索电池回收如何提供这种宝贵的原料。同样，电池中的其他材料也可以回收并重新利用。锂电池的回收利用应有助于锂行业，避免通过生产类似的电池制造资源进行竞争。

ML：有限的回收利用如何影响电池技术的绿色形象？

AB：铅酸电池技术已经被认为是一种“绿色”技术，因为它们被积极收集并以高百分比回收。这是锂电池所缺少的。

然而，现有的部分回收解决方案确实存在于锂离子电池中，并且有许多工业方法在寻找替代材料。如果新的解决方案和现有技术得到有效利用，那么锂电池的形象可以与其他可回收的电池技术类型相匹配。关键是提高回收率，将电池从垃圾填埋场转移，这需要综合监管方法、消费者教育、新的科学解决方案和投资。所有这些都是目前正在发生的，而该领域持续的公众利益有助于推动这些变化。