第十四章：回收

锂离子电池和电池组包含许多可以回收的材料，包括锂、钴、锰、镍、铝、铜、钢和塑料。然而，就目前的情况来看，既没有激励措施，也没有法规来推动企业回收电池，经济上的收益仍然大于收益。许多电池制造商，包括电池组和电池，都主动与公司达成协议，管理他们的废物流，包括回收电池组件，在某些情况下还包括回收整个电池组。

回收锂离子电池面临的挑战之一是，从电池中提取贵金属是非常耗能的，而且通常会消耗更多的能量，而这些能量在回收过程中可以回收。此外，目前回收的材料的价值还不能覆盖回收过程的成本。然而，有几种方法可以有效地回收锂离子电池；它们要么使用高温，要么使用低温来提取珍贵的材料。使用高温，电池本质上是熔化的，这样原料就可以分离出来。这种熔炼过程可以使钴、镍和铜在熔炼过程中得到回收，而锂、铝、锡、和锰被排出在渣中，虽然仍然昂贵和能源密集，但可以继续提炼（图2）。这些材料中的一些可以被提炼用于未来的电池，然而其中的大部分不再具有足够高的质量用于电池应用，但仍然可以在许多其他应用中找到用途。

在低温回收中，电池本质上是使用低温工艺冷冻，然后切碎。从这一点开始，材料可以使用一系列过滤器、振动筛和其他分离技术进行分离。与高温处理相比，这种技术的能耗要低得多。然而，必须再次评估材料的质量，以确定它们是否可以在未来的电池应用中重复使用，或者如果它们的质量不够高，它们可能被用于其他产品或简单地回收。当然，从废电池中回收材料的第三种方法是物理分离过程。这通常需要将输入分离，并将单一类型的电池化学物质（LFP、LCO、LMO、NMC等）引入该过程。这可能是手工完成的，可以在非常小的体积下完成，但可以使电解质、阳极材料甚至可能是阴极材料重新进入电池价值链，而剩余的材料被回收利用。

电池回收的一个挑战是能够区分化学物质和材料的重要性。已经有许多关于在铅酸形式因素下开发的锂离子电池被引入铅酸回收过程的报道。这并没有很好地结束，通常以某种形式的燃烧结束，因为这两种类型的产品混合在一起。这就是为什么即使在这个行业的早期阶段，开始制定锂离子电池标签标准也很重要。汽车工程师协会已经开始着手制定锂离子电池的标签标准以及回收标准。随着进入回收过程的这些产品数量的增加，为了确保回收行业和参与处理这些产品的人员的安全和保障，这将继续变得越来越重要。

当然，关于锂离子电池的回收，我们要讨论的另一个话题是在过程中寻找价值。在回收过程中回收的材料的价值与进入其中的材料的价值直接相关。因此，采用钴、镍等成本较高材料的锂离子电池将提供更多的可回收价值。然而，使用磷酸铁或锰的锂离子电池已经是非常低成本的材料，将花费更高的成本来回收非常低成本的材料——从而产生负成本主张。只有当回收材料的价值大于回收成本，同时低于“新”材料的成本时，回收才会成为一种具有成本效益的解决方案。

如今，只有几家公司开始在锂离子电池的回收利用上投入巨资。优尼科是一家总部位于德国的全球性材料公司，在锂离子电池回收市场处于领先地位。他们在德国霍博肯的一家新工厂投入了大量资金，以准备和预期市场的增长（优尼科，2014年）。

在美国，能源部拨款950万美元给总部位于加州的Toxco公司，以扩大其在俄亥俄州的工厂，该工厂已经在回收铅酸和镍氢汽车电池。Toxco也恰好是北美领先的回收商之一，自1992年以来，一直在加拿大不列颠哥伦比亚省的工厂回收便携式电源和个人电子设备的一次和二次电池（Abuelsamid,2009）。

目前，这两家公司在锂离子电池回收方面处于市场领先地位，并且很可能处于有利地位，以满足电池回收的未来。

图2锂离子电池回收过程。