許多業(yè)內(nèi)人士認為,廢棄鋰電池既是個需要解決的重大環(huán)保問題,也代表著新的機會,可以用“可循環(huán)系統(tǒng)”取代目前脆弱而爭議不斷的供應鏈,這個新系統(tǒng)用可回收材料制造新電池。據(jù)估計,到2030年,僅回收鋰離子電池的市場每年就可能創(chuàng)造180億美元(約合人民幣1178億)的價值,遠高于2019年的15億美元。
由于這個市場前景十分光明,包括亞馬遜、松下以及許多初創(chuàng)公司在內(nèi),都瞄準了鋰電子電池回收業(yè)務。引領美國市場的初創(chuàng)公司是Redwood Materials,它是特斯拉聯(lián)合創(chuàng)始人JB·斯特勞貝爾(JB Straubel)創(chuàng)板的最新合資企業(yè)。自2017年以來,該公司已經(jīng)建立兩個工廠,目前處理來自附近松下和特斯拉工廠的所有廢棄和有缺陷電池。Redwood Materials最近還與亞馬遜合作,處理來自這家零售巨頭的電池。
最終,Redwood Materials可以回收電池中95%到98%的鎳、鈷、鋁、石墨和80%以上的鋰。這些材料中的大部分被賣回給松下,以制造新的特斯拉電池。
聯(lián)合創(chuàng)始人兼執(zhí)行主席蒂姆·約翰斯頓(Tim Johnston)以類似的方式創(chuàng)建了Li-Cycle,該公司的業(yè)務結(jié)構(gòu)主要圍繞“中心和輪輻”模式建立。Li-Cycle打算在當?shù)氐?ldquo;輪輻式”設施收集電池,并將其分成三部分:塑料外殼、混合金屬(如箔)以及電池核心的活性材料。 Li-Cycle可以直接出售這些材料,或者它們運到某個中心的“樞紐”工廠,并在室溫下將其浸泡在液體中,以提取出90%到95%的金屬。
Li-Cycle目前有兩個“輪輻式”設施在運行,分別位于加拿大安大略省和美國紐約州羅切斯特,每年總共可以拆分1萬噸鋰離子電池。與Redwood Materials一樣,該公司希望盡快擴張,迄今已籌集了約5000萬美元資金。
但展望未來,研究人員指出,以原子分解模式回收電池的長期利潤率可能變得極其微薄。畢竟電池的化學結(jié)構(gòu)每年都在變化,比如松下在2012年至2018年間將特斯拉電池中的鈷含量大幅削減了60%。這些變化可能需要不斷調(diào)整回收過程,同時也會降低利潤。
更有效的方法可能是在更高水平回收電池,利用它們更大的分子結(jié)構(gòu),而不是原子。化學家、電池研究公司On Technology創(chuàng)始人史蒂夫·斯洛普(Steve Sloop)將電池比作公寓樓。與其拆掉木頭和磚頭,為什么不翻新呢? 斯洛普希望能將電池中的活性物質(zhì)浸泡在富鋰的缸中,使它們恢復到原始狀態(tài)。
除了技術外,擴大規(guī)模將是所有回收舉措面臨的主要挑戰(zhàn)。在實驗室里,將電池變成原子或更換鋰相對容易。但如何收集、運輸、分類、拆解、加工和重新分配即將到來的數(shù)百萬噸材料卻絕非如此。