研究人員為材料和設(shè)計創(chuàng)造了基本規(guī)則，優(yōu)化設(shè)備循環(huán)價值鏈的生態(tài)和經(jīng)濟潛力。

最大限度地減少電池生命周期對環(huán)境的影響是科學(xué)家們主要關(guān)心的問題。為此，研究團隊設(shè)計了一個將電池回收納入制造的過程，以優(yōu)化電池的循環(huán)價值鏈的生態(tài)和經(jīng)濟潛力。

德國明斯特大學(xué)（University of Münster）的MEET電池研究中心的研究人員已經(jīng)為可持續(xù)電池經(jīng)濟創(chuàng)建了新方法，該方法還考慮了美國、歐盟和中國的現(xiàn)有法規(guī)和電池制造商的需求。

總之，‘循環(huán)設(shè)計’旨在為未來的電池制造建立一些基本規(guī)則，以優(yōu)化電池不再使用后的回收過程。

德國明斯特大學(xué)MEET電池研究中心分析和環(huán)境部門負責(zé)人Sascha Nowak表示，‘循環(huán)設(shè)計’不僅包括新的回收考慮因素，還確定了目前用于制造儲能設(shè)備的材料類型面臨的挑戰(zhàn)，并試圖解決這些挑戰(zhàn)。

Sascha Nowak在發(fā)言中提到：“其中一個挑戰(zhàn)是各種材料經(jīng)常被用作電池的活性材料，使得不同原材料的高回收效率和純度變得復(fù)雜化。”

Nowak說，與鋰鎳鈷錳氧化物(NCM)相比，某些活性材料如磷酸鐵鋰(LFP)的內(nèi)在材料價值較低，這也減少了回收它們的動力。

循環(huán)再造的未來走向

研究人員說，在生命周期結(jié)束時促進回收的一種方法是在電池生產(chǎn)之前就要求制定標(biāo)準。

研究人員建議，設(shè)置模塊電池或單元電池之間的螺紋連接和連接標(biāo)準，以便于電池的自動拆卸。這將有助于回收可重復(fù)使用的材料。

研究人員說，‘循環(huán)設(shè)計’這個方法還打算設(shè)計用于電極材料的水基粘合劑系統(tǒng)，將來可以在回收期間減少昂貴且潛在有毒溶劑。

未來回收基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的計劃

創(chuàng)建監(jiān)管支持

研究人員建議，另一個回收材料的可能是從廢舊電池中直接回收。MEET電池研究中心博士生Jonas Neumann解釋，這是一個重新激活的過程，電池的活性材料通過再鋰化直接組裝在新電池中，而無需完全重新合成材料。

研究人員在《Advanced Energy Materials》雜志中發(fā)表了一篇論文，概述該研究。

研究團隊建議世界各國政府部門都研究一下電池回收的法規(guī)，以創(chuàng)建更可持續(xù)的生命周期。

目前，全世界僅有幾個國家對電池回收有法規(guī)，歐盟制造商和中國制造商需要為電池的回收承擔(dān)經(jīng)濟責(zé)任和物質(zhì)責(zé)任。這些國家還制定了廢舊電池的收集率、回收材料目標(biāo)以及標(biāo)簽化標(biāo)準等方面的準則。

在美國，關(guān)于鎳鎘電池和鉛酸電池如何回收的監(jiān)管更為全面。目前，僅有4個州已經(jīng)對回收鋰離子電池有實質(zhì)性要求。

研究人員在論文摘要中寫道：目前的技術(shù)水平需要分析、改進，并適應(yīng)未來的電池化學(xué)和成分。

中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會 楊柳

2022.3.9