全球电动汽车产量的快速增长，必然会导致相应的废弃锂离子电池数量不断攀升。与传统的铅酸汽车电池不同，这些电池更难处理。康奈尔大学主导了一项新研究，在可持续管理废弃电池流过程中，找到几处关键，即重点在于电池化学、旧电池的再利用以及回收过程。

能源系统工程的教授尤峰奇（Fengqi You）、洛葛仙妮（Roxanne E.）和迈克尔.扎克（Michael J.Zak）表示：“所有的这些废弃电动汽车电池处理将变成一个大问题。”他们使用先进模型，检验这些废弃电池在制造、使用和回收过程中的环境和经济权衡问题。生命周期分析考虑了电池材料和技术的多种选择。详细的研究发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。

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从一块电池生命周期的最初时期，即原材料从地球上开采时开始，经济学就已决定了整个电池的制造过程。尤峰奇（Fengqi You）指出，电动汽车电池通常可以使用5到12年，直到其完全丧失为车辆提供行驶动力的能量。他说到：“目前，锂离子电池的设计是为性能，而非便于回收或者二次使用。如今，从环境维度上，关于改善电池设计以便于回收或再利用的讨论很少。”

研究发现，电池的化学性质会影响其对环境的整体影响。例如，一种常见的电池材料钴，在开采时会消耗大量的能源并对环境造成破坏。用镍代替钴可以缓解这些担忧，但事实证明，在大多数的生命周期场景中，这不过是个权衡利弊的过程。

研究报告的合著者、约瑟夫·希尔伯特工程学院（Joseph Silbert School of Engineering）院长林登.阿切尔（Lynden Archer）指出，“钴在电池阴极中的存在，即使含量相对较少，也会降低其他组件的氧化性，延长电池的寿命，为电池的再利用和材料回收过程提供更多的选择。”

但是，阿切尔说，钴的价格----以及与剥削童工之间的联系----使得这种材料“在传统意义上不受欢迎，因为低成本电池才是未来‘万物电气化’的关键所在。研究还发现，如果电动车电池能在回收前被二次利用，那么其整体碳足迹最多可减少17%。电池可在储存风能和太阳能的发电站再次被利用。这种能源存储需求正在不断增长，同时，它也可以充分利用那些因为电量减少而报废的电动车电池。随着可再生能源在电网中所占份额的增加，再利用电池的碳足迹将减少约四分之一。

如今，大多数回收设施，难以分解被重重加固的汽车电池，其中的原材料也难以回收。该研究的合著者、博士生陶研秋（Yanqiu Tao）表示，政策制定者应该考虑如何激励回收技术的发展，以提高电池的可持续性。

陶研秋说，“在本研究中，我们将常用的石墨作为阳极活性材料，这种材料难以回收利用，燃烧时会产生二氧化碳。如果政策制定者能够推动石墨分离技术或其他新兴回收技术的发展，就可以减少对环境的影响。”

作者：Syl Kacapyr

翻译：余扬

审校：赵欢

引进来源：康奈尔大学（Cornell University）

本文来自：中国数字科技馆