今年,加拿大公司Li-Cycle將開始在紐約州羅切斯特建造一個價值1.75億美元的工廠,該工廠位于曾經是伊士曼柯達公司的所在地。建成后,它將成為北美最大的鋰離子電池回收廠。
Li-Cycle公司的聯合創始人兼首席執行官Ajay Kochhar說:"該工廠最終將有25公噸輸入材料的能力,通過該公司的零廢水、零排放工藝回收95%或更多的鈷、鎳、鋰和其他有價值的元素。我們將成為美國國內最大的鎳和鋰的來源之一,也是美國唯一的鈷來源。"
該公司成立于2016年底,是一個蓬勃發展的行業的一部分,專注于防止數以萬噸計的鋰離子電池進入垃圾填埋場。在2019年全球可回收的18萬噸鋰離子電池中,僅有一半多一點被回收。隨著鋰離子電池產量的飆升,人們對回收的興趣也越來越大。
根據總部設在英國倫敦的循環能源儲存公司,一家追蹤鋰離子電池回收市場的咨詢公司,全球約有一百家公司回收鋰離子電池,或計劃很快這樣做。該行業主要集中在中國和韓國,絕大多數的電池也是在這兩個國家生產的,但在北美和歐洲有幾十家回收初創公司。除了Li-Cycle公司,該名單還包括總部位于斯德哥爾摩的Northvolt公司,該公司正與挪威的Hydro公司聯合建設一個電動車電池回收廠,以及特斯拉校友J.B. Straubel的Redwood Materials公司,該公司在回收電子廢物方面有更廣泛的范圍。
這些初創公司旨在實現自動化、精簡和清理一直以來勞動密集型、低效和骯臟的流程。傳統上,電池回收涉及燃燒電池以回收一些金屬,或者將電池磨碎,用溶劑處理產生的 "黑塊"。
美國能源部支持的電池回收研究合作機構ReCell中心主任Jeff Spangenberger說:"電池回收不僅需要更清潔,還需要有可靠的盈利能力。"Spangenberger說:"回收電池比我們開采新材料并扔掉電池要好。但是回收公司很難盈利。我們需要使它具有成本效益,這樣人們就有動力把他們的電池帶回來。"
工人們在多倫多附近的Li-Cycle回收設施對鋰離子電池進行分類。工人們在多倫多附近的Li-Cycle回收設施分揀鋰離子電池。照片。Li-CYCLE
Li-Cycle公司將以 "輻條和樞紐 "的模式運作,輻條處理舊電池和電池廢料的初步處理,而黑塊則進入一個集中的樞紐,以最終處理成電池級材料。該公司的第一個輻條在多倫多附近,Li-Cycle的總部就在那里;第二個輻條剛剛在羅切斯特開業,未來的中心預計將在2022年開業。
Kochhar說,Li-Cycle公司的工程師對傳統的濕法冶金回收進行了反復的改進。例如,他們不是將電動車電池組拆成電池并進行放電,而是將電池組分成更大的模塊,并在不放電的情況下進行處理。
當涉及到電池的化學成分時,Li-Cycle是不可知的。主流的鎳錳鈷氧化物電池和基于磷酸鐵鋰的電池一樣容易被回收。Kochhar指出:"行業中沒有統一的標準,"我們不知道電池的確切化學成分,我們也不需要知道。"
究竟有多少電池需要被回收?在演講中,Kochhar提到了廢舊鋰離子電池的 "海嘯"。隨著全球電動車的銷量預計將從2020年的170萬輛攀升至2030年的2600萬輛,很容易想象我們很快就會被廢舊電池淹沒。
循環能源存儲公司的主管漢斯-埃里克-梅林說:"但鋰離子電池的壽命很長,美國市場上30%的廢舊電動車現在在俄羅斯、烏克蘭和約旦,電池作為乘客出現在這個旅程中。電動車電池也可以被重新利用作為固定的存儲。這些[二手]產品仍有很大的價值。"
梅林估計,美國在2030年將有大約80公噸的鋰離子電池需要回收,而歐洲將有132公噸。他指出:"每個[回收]公司都在建立一個擁有數千噸產能的工廠,但你無法回收比你擁有的更多的材料。"
一個銀色電池圖像和3堆材料的照片, 可以從鋰離子電池中回收的材料包括各種金屬和塑料。照片來源:RECELL公司
ReCell的Spangenberger同意,增加電池回收能力的需求在一段時間內不會很迫切。這就是為什么他的小組的研究集中在長期項目上,包括直接陰極回收。傳統的回收方式是將陰極分解成金屬鹽,而將金屬鹽重新轉化為陰極的成本很高。ReCell公司計劃在今年展示一種具有成本效益的陰極粉回收方法,但這些工藝還需要五年時間才能為大批量的應用做好準備。
即使電池海嘯還沒有到來,Kochhar說消費電子和電動車制造商現在對Li-Cycle的服務感興趣。Kochhar說:"通常情況下,他們會推動他們的供應商與我們合作,這對我們來說是很好的,看到這一點真的很有趣。"
Spangenberger說:"參與回收的研究人員對他們所做的事情非常有激情--這是一個巨大的技術挑戰,他們想把它弄清楚,因為這是正確的事情,但也可以賺錢,這就是吸引力。"
十四家值得關注的鋰電池回收公司
美國電池技術公司,作為這家公司專注于開采、提取和回收鋰和其他電池材料的一部分,它計劃在內華達州的英克萊村開設一家電池金屬回收廠,最終每年可處理2萬公噸的廢舊材料和報廢電池。
電池資源公司,Battery Resourcers是美國馬薩諸塞州伍斯特市的初創公司是伍斯特理工學院的衍生公司,主要是利用工業后的廢料制造鋰離子電池的新陰極粉。
Brunp回收技術有限公司。作為領先的鋰離子電池制造商CATL的子公司,Brunp是亞洲(也是世界)最大的電池回收商。據報道,其位于中國湖南省的新工廠每年可回收10萬噸鋰離子電池廢料。
贛鋒鋰業,這家中國鋰電池制造商計劃在墨西哥建立一個電池回收廠,向電動汽車制造商和供應商出售礦物,包括特斯拉和韓國的LG化學。
綠色鋰電,這家新加坡初創公司將在2021年初開設第二家回收廠,主要回收 "純度為99.9%"的鋰離子電池陰極。
Li-Cycle,今年晚些時候,這家加拿大公司將開始在紐約州羅切斯特建造一座價值1.75億美元的回收工廠,完工后將成為北美最大的鋰離子電池資源回收設施。
Northvolt,這家由特斯拉前高管在2016年創立的瑞典電池初創公司,已經有一家實驗性的回收工廠在運行,并與鋁業公司海德魯合作,計劃今年在挪威開設一家年產8000噸的回收工廠。
Primobius,這家由澳大利亞的Neometals公司和德國的SMS集團組成的合資企業將展示Neometal公司專有的回收方法,并計劃在歐洲進行商業化的擴展。
ReCell中心,該研究中心由美國能源部車輛技術辦公室提供為期3年、價值1500萬美元的資助,主要研究長期方法,如直接陰極回收。
Redwood Materials公司,這家由前特斯拉首席技術官J.B. Straubel于2017年共同創立的初創公司,將自己定位為原材料供應商,并將普遍回收電子廢物。它是亞馬遜20億美元氣候認捐基金的五個初始接受者之一。
ReLIB公司,與美國的ReCell中心類似,這個研發合作機構設在英國伯明翰的法拉第研究所,致力于提高英國電動汽車電池的回收效率。
SMCC回收公司,該公司是韓國電池回收商SungEel HiTech Co.和Metallica Commodities Corp.的合資企業,計劃在紐約州Endicott開設一家 "環保 "的5000噸鋰離子回收廠。
特斯拉,在過去的幾年里,埃隆-馬斯克一直暗示,這家電動車制造商將回收自己的電池。據報道,現在它已經開始在中國這樣做了,其上海Gigafactory的二期工程已經結束了。
優美科,Umicore是一家領先的材料回收商,在全球擁有11,000名員工,自2017年以來一直專注于 "清潔交通",包括回收電動汽車的所有部件。它在比利時霍博肯的工廠每年可以處理7000公噸的鋰離子電池。
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