电池回收

一个瑞士开发的机器人回收系统旨在改变废物管理，尤其是电动汽车电池的管理。通过自动化拆卸和分类，系统促进了电池在新环境中的再利用。 这项创新是由伯尔尼应用科技大学领导的一个联合体经过四年努力的成果，标志着向电动出行循环经济迈出了关键一步。 CircuBAT项目：国际合作 名为CircuBAT的项目汇集了七个研究机构和24家公司，以应对能源转型中最大的挑战之一：高效安全地回收电动汽车使用的锂离子电池。 安装在比尔/比恩的瑞士电池技术中心（SBTC）的机器人系统自动化了拆卸和分类过程，这一过程以前需要大量人工并存在安全风险。得益于机器人技术的精确性，该系统能够分离电池模块并以最少的人为干预回收有价值的材料。 自动化的好处 自动化降低了职业风险，提高了效率，并改善了回收材料的质量。据研究人员称，电动汽车电池的废物量可能会从2019年的50万吨增加到2040年的800万吨，这凸显了可扩展和可持续解决方案的紧迫性。 新系统能够回收高质量的原材料，减少对新资源的开采需求，并有助于减少危险废物。 电池的第二次生命 项目的一个亮点是为从电动汽车中拆除的电池提供第二次生命的可能性。瑞士联合体开发了一种电池专家系统，能够分析数千个电池单元的老化情况，识别哪些可以修复或再利用。 这样，许多不再适合汽车使用的电池可以转变为固定能源存储系统，用于建筑物的备用电源或可再生能源网络。 其他技术创新 除了自动化和再利用，CircuBAT项目还引入了技术改进，如： 新的电极涂层，降低了能耗和生产成本。 在新电池制造中整合二次材料。 一种瑞士锂电池循环经济模型，可估算未来可用于第二次生命市场的电池量。 这些创新加强了循环经济模型，减少了对新开采原材料的依赖。 CircuBAT2025会议上的展示 项目成果在CircuBAT2025会议上展示，会议于11月13日至14日在BERNEXPO Foyer举行。活动汇集了科学、政策和社会领域的专家，讨论这些解决方案对能源转型和可持续交通的影响。 通过实施瑞士开发的系统，行业正接近一个电池闭环，全球分布的回收站可以确保关键组件的高效再利用，为未来的电动出行提供保障。 CircuBAT项目证明了技术创新和国际合作对于应对能源转型挑战至关重要，确保了一个更可持续和有韧性的未来。

随着电动汽车在全球市场上的增多，人们对其电池的环境影响的担忧也在增加。特别是磷酸铁锂（LFP）电池，其使用寿命约为十年，面临一个挑战：回收成本高且不具经济效益，因为它们几乎只提供锂作为可回收元素。 面对这种情况，由教授Deyang Qu和研究生Soad Shajid领导的威斯康星大学密尔沃基分校团队提出了一个意想不到的解决方案：将废旧电池转化为农业肥料。 过程：从磷酸锂到磷酸钾 这项研究发表在The Journal of Physical Chemistry上，基于一种离子交换过程，将电池中的锂替换为钾。 阴极中的磷酸锂转化为磷酸钾，一种具有农业价值的化合物。 磷直接来自电池材料。 钾在回收过程中引入。 通过添加氮，得到一种NPK肥料，这种配方结合了作物生长所需的三种基本元素：氮、磷和钾。 这一方法的最大优势在于不需要高强度的热处理或苛刻的化学处理，相较于传统回收方法，减少了能源消耗和环境足迹。 电池回收的环境和经济效益 将电池转化为肥料不仅解决了电子废物问题，还： 减少环境影响，避免了废旧电池的储存和处理。 降低碳足迹，无论是在回收还是肥料生产中。 加强循环经济，利用本来被视为废物的材料。 推动绿色就业，创造与可持续性相关的新职业。 增强农业自主性，减少对磷和钾进口的依赖。 在美国，这些养分大部分来自像俄罗斯、中国或摩洛哥这样的国家，这使得在地缘政治危机和市场波动中存在脆弱性。此方法提供了一种本地生产的替代方案，缩短供应链，减少对国际风险的暴露。 去中心化应用和作物试验 Qu团队提出，该技术可以以去中心化的方式应用，在农业或工业区附近安装处理厂，以处理积累的废旧电池。这将降低物流成本并促进当地就业。 该项目得到了美国农业部（USDA）和大学内部资金的支持，已经在实验规模上证明了其可行性。下一步将是在实际条件下测试肥料： 一个一公顷的番茄实验，这是一种集约型作物，将允许比较电池衍生肥料与传统商业产品的产量。 如果结果相当或更好，该倡议可能会吸引农业企业的注意，并巩固为一种可行的替代方案。 威斯康星作为理想环境 凭借其强大的工业和农业基础，威斯康星为发展这种循环回收模式提供了完美的场景。两个行业的结合使得可以朝着可持续生产模式迈进，同时还可以创造与能源转型相关的技术工作。 电池回收的转折点 尽管该项目处于初始阶段，其构想代表了对电动汽车电池回收全球挑战的创新回应。如果能够扩大规模并大范围应用，可能会在电子废物管理中标志着一个转折点，将环境问题转化为农业和循环经济的机遇。

交通电气化在全球范围内强劲推进。然而，这一进展带来了一个日益增长的挑战：如何处理电动汽车的锂电池在其使用寿命结束时。 尽管许多电池仍含有有价值的材料，但传统的回收方法通常比较激进，破坏了原始结构，并产生难以处理的废物。 华中科技大学的一个团队开发了一种革命性的替代方案。研究人员没有分解材料，而是修复它。通过使用熔盐浴，他们成功地高效、清洁地再生了退化的阴极，并产生极少的废物。 创新的核心：NCM811阴极 这一进展集中在广泛用于电动汽车电池的NCM811阴极，因其高能量密度而受到青睐。随着时间的推移，这些阴极会失去锂并遭受结构损伤，降低其容量和稳定性。 中国团队通过由氢氧化锂、硝酸锂和水杨酸锂组成的浴液成功地恢复了电池的原始结构。在加热时，这些盐形成一个液体介质，锂离子在其中自由流动，渗透到受损材料中，填补空隙并恢复保证良好电化学性能的晶体结构。 有前景的结果 用这种技术处理的阴极显示出： 初始放电容量：每克196 mAh。 在200个循环后保持76%的容量。 表面均匀，没有老化材料典型的非活性层。 这一性能远远超过当前的回收方法，后者通常只回收金属而不保留材料的功能。 环境和经济优势 该过程避免使用强酸和有毒溶剂，减少能耗和排放。此外，其操作温度低于传统方法。 其优势包括： 减少危险废物。 减轻对钴和镍采矿的压力。 降低成本，避免从零制造材料。 使用周期闭环，允许在不分解或精炼的情况下重复使用电池。 对循环经济的影响 这种创新直接针对电动交通的一个薄弱环节：电池寿命终结的管理。通过采用清洁高效的过程再生关键组件，为真正的循环能源转型开辟了新可能性。 潜在应用包括： 区域性回收中心，避免大型污染工厂。 更可持续和可负担的电池，减少对关键原材料的依赖。 负责任的生产模式，材料得以再生并保持在系统内。 挑战：从实验室到工业 目前，这一进展处于实验阶段。下一步将是扩大过程规模，优化其工业可行性，并进行完整的生命周期分析。 如果成功，我们将迎来电池管理方式的深刻变革，对可持续性、循环经济和减少环境影响产生直接影响。 创新与可持续性携手并进 电动交通不应仅限于更换发动机。它应涉及一种思维方式的改变，从生产到回收，技术创新和可持续性贯穿始终。 中国开发的熔盐法表明，锂电池可以高效、清洁地再生，带我们走向一个材料不被丢弃，而是增值并留在系统中的未来。

La 化学技术学位课程在托洛萨第8号技术学校（布宜诺斯艾利斯）因其独特项目而在拉普拉塔市议会获得特别表彰：通过回收废旧碱性电池生产漂白剂。 这一由毕业班学生开发的倡议，不仅为危险废物问题提供了解决方案，还促进了循环经济和应用化学的实践培训。 一个充满努力和承诺的项目 学生们解释说，这项工作需要额外的时间和巨大的奉献精神： “我们为这个项目付出了巨大的牺牲。这个认可让一切都值得。”他们指出。 目前，团队由Morena Ghisoli、Ariadna Fammelume、Fátima Farías、Santiago Del Curto、Máximo Alcoba、Hugo Aguirre 和 Santiago Leguizamón组成，他们每年都在寻求改进该程序。 倡议的起源和演变 该项目诞生于2022年，由同校毕业生、被称为“充满激情的教育者”的教师Diego Ruiz推动。在他的指导下，学生们参加了2023年的创新奖，获得了第二名。 2024年，在Ruiz去世后，年轻人决定继续以纪念他。在教师Fernando Araya的陪伴下，他们成功地赢得了比赛，获得了地方上的认可，并在市议会获得了表彰。 化学过程：从废旧电池到漂白剂 该过程包括： 提取黑色糊状物（二氧化锰）从电池中。 用盐酸进行化学处理，释放氯气。 利用该气体生产次氯酸钠，漂白剂的活性成分。 其余成分被再利用于生产肥料、生物柴油、焊接材料，甚至石墨烯。 获得的漂白剂由学生销售，所得款项用于学校合作社购买材料和防护设备。 实验室的安全和改进 由于处理有毒物质，该工作涉及风险。学生们用奖金购买了一个实验室通风橱，以减少暴露并提高安全性。 此外，他们强调该项目使他们能够学习组织、销售产品和团队合作，这些都是他们未来职业生涯的关键技能。 电池回收的重要性 该项目还旨在提高对普通垃圾中电池危险性的认识： 污染：一个电池可以污染多达167,000升水。 资源回收：可以回收利用铅、镍和锂等金属。 循环经济：促进再利用并减少新资源的开采。 减少危险废物：减少对垃圾填埋场和生态系统的影响。 持续性和市民参与 学生们希望新一代能够继续并完善该项目。此外，他们邀请社区参与： 将废旧电池带到学校（托洛萨，526街7号和8号之间）。 捐赠材料，如防毒面具、抽气机、反应玻璃或碳酸氢钠。 “我们对这个项目感到非常自豪。我们希望通过这个项目留下印记。”他们激动地表示。 教育和环境创新的典范 托洛萨第8号技术学校的项目展示了技术教育如何能够为环境问题提供实际解决方案，培养年轻人的科学能力，并促进负责任和可持续的生产模式。