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2021/08/10 電動車愈來愈夯,該怎麼解決廢電池的技術處理?

電動車走進數位製造的領域已有數十年的歷史,而當第一代的電動汽車在大概十年內達到使用壽命時,電池會產生什麼變化?是只能被扔進廢品堆,還是有別的處理技術?
 

傳統汽車被視為環境的敵人,因為通過燃燒化石燃料,每輛摩托車、汽車、貨車和卡車都會增加空氣污染,導致極端氣候,這就是多國政府都鼓勵司機改用更環保的電動汽車(EVs)的原因。但是,雖然傳統汽車在排放方面是環保的敵人,但在回收方面,卻對環境比較友善,因為傳統汽車的內燃機中的鉛酸電池很容易被廣泛回收。鉛酸電池是全球回收率最高的消費品,因為鉛酸電池的技術成熟且標準化,加上包含的材料相對較少,所以每種材料都可輕易地分離和出售。

但電動汽車中所使用的鋰離子電池,卻是幾乎完全相反。一個鋰離子電池大約有10種成分,作為微小的複合材料穿插在一起,還有氟化聚合物、氟化電解質和氟化溶劑,這些都是難以分離的物質。再加上其中許多材料帶有毒性,甚至具自燃性,一旦接觸空氣,有可能會被點燃,因此分解電動車電池是一個相當複雜而昂貴的技術過程。

那麼轉用電動汽車,似乎讓我們面臨更多的問題?其實也不全然只有壞的一面,首先,鋰離子電池可以重複使用,一旦它們無法再為汽車提供動力,就可以擁有第二次生命——作為可再生能源產生的能量存儲設備;其次,回收電動汽車電池並非不可行,只是技術非常複雜,而且目前還不符合成本效益,但隨著電動汽車的數量增加,數位製造業也會產生相應的改變措施。
 

鋰離子電池的回收技術
鋰離子電池先在機械過程中進行拆卸和處理的技術,將電池中含有稀有
金屬的物質收集起來,然後使用濕法冶金技術(利用浸出劑將電池中的金屬溶解在溶液中,進行金屬分離、富集和提取的一種科學技術),就能從電池中回收鋰、鈷、錳和鎳等稀有金屬,以便在新電池的生產中重複使用,這是數位製造的「循環製造環保術」。

目前,在電動汽車中使用的大型鋰離子電池不易回收

預計到了2023年,因為電池性能的提高和碳稅收等措施,傳統內燃機汽車和電動汽車的價格將會打平,因此電動汽車的採用率也有望提升,而這些車輛的電池壽命估計超過10年,所以在大約15年內,英國有可能達到每年約50萬輛電動汽車需要回收。

屆時,電動汽車電池市場規模預計將是目前鉛酸電池市場的10倍,所以在接下來的幾年裡,必須找出更具成本效益的電池回收技術。

電池的設計、製造的複雜性和多樣性,是回收的主要障礙,當新科技仍在不斷湧現時,新的電池設計也不斷出現,因此沒有統一而標準的技術方法,也導致回收的技術不一,拖慢了整個回收行業的技術流程,這是鋰離子電池陷入成本效益不理想的原因之一。

因此,在回收和電池製造方面,除了要有創新的自由,更要把責任目標放在回收和回收材料上,讓目前的回收技術更為精進。

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