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锂离子电池存在的三大问题

来源:网易 | 作者:wxf | 分类:技术 | 时间:2020-11-30 | 浏览:3066
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锂电网讯:锂离子电池在为当今世界提供动力方面发挥了不可或缺的作用-但对环境的影响仍存在质疑。现年97岁的John B Goodenough成为有史以来年纪最大的诺贝尔奖获得者,他与研究人员M Stanley Whittingham和Akira Yoshino共同获得了900万瑞典克朗(合904,000美元)的奖金。诺贝尔委员会说:“锂离子电池在全球范围内用于为便携式电子设备提供动力,这些便携式电子设备用于我们交流,工作,学习,听音乐和寻找知识。”

尽管获得了好评,但锂离子电池还是受到了批评。根据美国环境保护署(EPA)的数据, 仅美国每年就丢弃超过30亿个电池。这意味着,受到影响的不仅是普通人的腰包,还包括环境。此时,可充电电池(如使用活性碱金属锂的诺贝尔奖获得者)努力解决了该问题。

如今,如果没有锂离子电池的供电,从智能手机,iPad和笔记本电脑到电动汽车的所有产品将无法实现。但是,随着世界走向更绿色的未来,关于电池是否应继续扮演重要角色,已经面临着很多问题。

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锂离子电池对环境的影响问题

智利是仅次于澳大利亚的全球第二大锂生产国,也正感受到采矿的影响。为了开始运营,矿工在盐层中钻孔,以将咸的、富含矿物质的盐水泵送到地表。然后将孔保留长达18个月的时间,以便液体可以蒸发,然后再返回以收集碳酸锂,然后可以将其转变为金属锂。破坏了当地的栖息地,污染了附近的草原和河流。但是,智利的主要问题之一是锂矿开采所消耗的水。每生产一吨锂,将使用190万升水。在阿塔卡马(Salar de Atacama),采矿活动消耗了该地区65%的水,给当地农民造成了严重破坏。

在南美其他地方,萨拉尔·德·洪比尔·穆尔托天然盐田的阿根廷人对该地区的锂开采表示担忧,理由是对溪流的污染和农作物的灌溉。有报道说,锂作业也正在破坏该地区农民用来放牧牲畜的土壤。

欧洲地球之友慈善组织关于锂的报告说:“锂的提取具有重大的环境和社会影响,特别是由于水污染和枯竭。此外,处理锂还需要有毒化学物质。通过淋滤、溢出或空气排放释放此类化学物质可能损害社区,生态系统和粮食生产。锂的提取不可避免地会损害土壤,还会造成空气污染。”


锂离子电池的回收问题

吉野彰(Akira Yoshino)在获得诺贝尔奖之后,承认电动汽车未来的关键是弄清楚如何完全回收电池。日本化学家还透露,回收电池是确保获取足够的原材料以推动电动汽车需求激增的关键。吉野在接受彭博社采访时说:“关键是电动汽车电池是否可以回收。如果在日本收集并处理所有废旧电池,那么应收回成本。”

作为英国政府耗资2.46亿英镑(3.12亿美元)的法拉第电池研究的一部分,伯明翰大学正在尝试寻找回收锂离子的新方法。澳大利亚的研究发现,该国3,300吨锂离子废物中只有2%被回收利用。这也可能导致电池中的液体泄漏到填埋场并释放到环境中。

法拉第机构锂回收项目的Gavin Harper博士对《连线》杂志说:“可以理解的是,制造商对于电池中的实际成分是保密的,因此很难对其进行适当的回收。”从设备和电动车辆回收回收的锂电池的最常见程序是将电池切碎,这会形成金属混合物,然后可以使用燃烧技术将其分离。但是使用这种方法浪费了很多锂。


锂离子电池的道德问题 

对于电池的制造至关重要,浅银金属钴引起了全世界的关注,并成为确定未来的某些行业的中心。钴是锂电池单元中必不可少的元素,与锂,镍和锰一起,构成了电池单元阴极的金属氧化物浆液,从中可以产生电能。例如,制造一辆电动汽车大约需要10kg的宝贵资源,但如果没有它,电网规模的电池存储的可行性就会受到严重影响。

世界上约有70%的钴来自刚果民主共和国(DRC),那里有许多有关方面都在为控制采矿活动进行激烈的竞争。Benchmark Mineral Intelligence高级分析师Casper Rawles指出了一个主要问题,指出没有DRC钴就不会有电动汽车产业,但该地区是全球政治上最不稳定,最动荡和最危险的地区之一。在DCR之后,古巴的钴产量仅占全球的5%,仅次于美国,尤其是在美国醒悟之时,尽管投资正缓慢地流入爱达荷州,阿拉斯加和澳大利亚,以从镍矿中提取钴,古巴仍领先于世界其他地区。。

目前,钴的价格每公斤比锂高30%左右,是镍的两倍。因此,由于这个原因,再加上供应风险,以特斯拉,丰田和宝马为首的汽车制造商开始与电池供应商合作,以减少电池中的钴含量,甚至完全用镍替代品来代替钴。但是后者的化学性质会缩短电池的寿命,而前者则引起人们对即使在当前钴含量水平下电池所构成的燃烧危险的普遍关注。

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