电动汽车电池再利用和回收

2023年1月3日出版

汽车专家 杰西卡·邓恩 探索如何电动汽车电池可以重复使用,重新利用和回收.

在这一集里

Colleen和Jess讨论:

  • 电动汽车电池技术
  • 如何判断电动汽车电池的健康状况
  • 重新利用的选项, 重用, 一旦电动汽车的电池使用寿命超过了,就回收它们
时间和线索

开瓶器(0:00-0:25)
介绍(0:25-1:53)
面试1 (1:53-13:49)
打破(13:49-14:42)
面试p2 (14:42-23:00)
把(23:00-23:33)
段(23:33-27:31)
结尾部分(27:31-29:00)

学分

片段:辛西娅·德罗科
编辑:科琳·麦克唐纳
额外剪辑和音乐:布莱恩·米德尔顿
研究和写作:帕梅拉·沃斯
执行制片人:Rich Hayes
主持人:科琳·麦克唐纳

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完整的成绩单

科琳: 我的笔记本电脑、手机和汽车有什么共同之处?

它们都是我每天都会用到的东西. 出于不同的原因,我完全依赖他们每一个人. 如果我真的需要披萨,我可以使用其中任何一个——或者全部三个——来让我的生活中出现一些披萨. 最后,这三个都是电池供电,需要充电.

我依赖它们,它们依赖电池,因此我非常依赖电池. 我特别依赖大电池来维持我的电动汽车的运转. 但是,尽管如此依赖它,我对汽车电池的517888九五至尊娱乐原理知之甚少. 或者哪天没电了怎么办. 虽然我知道电动汽车是解决617888九五至尊娱乐危机的一件了不起的事情——这就是我为什么有一辆电动汽车的原因——但我永远不知道该对那些指出开采这些电池材料的人类和环境成本的人说什么.

我很幸运, 我的同事杰西卡·邓恩对所有这些话题都很了解,她同意和我谈谈这些话题. 她是加州大学洛杉矶分校的高级分析师,专门研究锂离子电池的可持续性, 她对退役电动汽车电池被再利用和回收的潜力感到兴奋. 她和我讨论了电动汽车电池的保质期和寿命.

科琳: 杰西,欢迎来到播客.

洁丝: Hi. 谢谢你们邀请我.

科琳: 你知道, 我收到了很多关于电动汽车电池的问题, 其中很多都是围绕电池耗尽后我们该如何处理. 所以,让我们先从健康的电池开始. 如果我买了一辆全新的电动汽车,我能得到什么?

洁丝: 是的. 谢谢你的问题. 好吧, 你会得到锂离子电池, 也就是说,这是一个可充电电池,你可以使用10到15年的寿命,这是一辆车应该持续使用的寿命. 有了这个,你就可以给电池充电和放电了. 在它的整个生命周期中,10到15年,你会让一个容量只有70%到80%的电池退役.

科琳: 正如我们的许多听众所知道的,我一直很好奇,我怎么知道我的电池什么时候用完了?

洁丝: 这是一个非常好的问题,我认为很多电动汽车车主都在考虑这个问题. 好吧, 健康状态是电池电量多少的一个指标, 或者电池能储存多少能量. So, 这意味着, 你知道, 当你买了一辆新车, 它可以走, 说, 充一次电跑了100英里, 这对于现在的电动汽车来说已经很低了, 只是为了数字的缘故. 当你要让电池退役的时候,10到15年后,它应该有大约70%的容量. 所以,我们说的是,在这一点上,它只有70英里. 这并不意味着你应该退休. 它的意思是, 人们对充一次电能跑多少英里并不满意. 基本上, 现在的电动汽车并没有真正展示电池容量, 但行驶的里程, 以及一次充满电的行驶里程, 或者说是一种指示.

科琳: 好的,这让我想起了我手机上的电池. 当我看的时候,我能看见...我的意思是,我知道当我买了手机,随着时间的推移,它不能保持那么长时间的电量. 听起来很像.

洁丝: 是的. 是的,和那个非常非常相似. 你会注意到iphone现在也提供了电池容量估计, 所以他们也在迎头赶上. 但目前,电动汽车并不能提供这样的容量估计. 但这是购买二手车信心的一大障碍, 甚至给二手车估价. 所以,这是加州应该改变的事情. 先进清洁汽车II法规要求所有车辆, 在仪表盘上, 有一种能力和健康状况指标, 从2026年开始. So, 这将使人们更容易了解电池的健康状况, 也让人们对购买二手车有信心.

科琳: 以及,如何确定电池的健康状态?

洁丝: So, 这是一个非常技术性的过程, 比如电压, C-rate, 效率, 就是流入和流出的能量, 有一些东西是用来计算和决定整体健康状况的吗, 这通常被翻译和传达为电池剩余的容量.

科琳: 因此,杰斯, 当我开电动汽车的时候, 我们给它15年, 我准备好换下一辆车了, 我用完的电动汽车电池有什么选择?

洁丝: 是的. 所以,有几个不同的选择. 有再利用和重新利用, 哪一个。, 重复使用的意思是把电动汽车的电池取出来, 装进一辆新的电动汽车, 这种情况通常发生在电动汽车已经15年没有上路的时候. 所以,如果它因为其他原因失败了,在早期,还有一个非常健康的电池.

下一个是再利用. So, 这是一个非常有趣的第二人生用法, 基本上, 电动汽车的电池是从哪里取出的, 它们与其他电动汽车电池相连, 然后它们被用作固定存储, 他们有能力在未来5到10年左右提供电网服务. 这真的需要良好的健康状态, 和良好的能力, 同时也要求, 你知道, 测试电池是否有可用容量. 如果没有, 或者电动汽车电池是否已经在重新利用的生命阶段使用过, 然后他们可以去回收.

回收是一个非常有效的过程. 他们可以回收高达95%的材料, 考虑到这些电池使用了很多关键材料,这真的很棒吗, 包括锂, 钴, 镍, 锰, 所有这些都对锂离子电池的发展至关重要, 还有那些很难得到的, 同时也会对环境造成影响.

科琳: So, 我想回顾一下, 你提到的, 重新利用电池, 你可以把多个电池放在一起,用它们给电网供电. 所以这意味着旧的电动汽车电池可以用来为从路灯到家用电器的所有东西供电?

洁丝: 是的. 是的. 完全. 所以,固定存储有很多不同的用途. 其中包括对可再生能源的支持. So, 假设你有一个太阳能场, 太阳能在白天发电, 中午, 那时的能源需求可能不会那么高, 存储器实际上可以存储多余的能量, 然后在晚上释放它, 当需求更高,但太阳还没有出来的时候. 所以,在我们向可再生电网过渡的过程中,这种应用是至关重要的. 这些二次电池可以替代任何需要制造的新电池.

其他应用包括备用电源,以防停电. So, 这是我们在加州看到的, 因为PG地区有野火的危险,所以停电了&E区. 另一个非常有趣的应用是这些固定的蓄电池可以用作电动汽车的充电站, 在农村地区, 或者在电网可能无法支持过量用电的地区.

科琳: 我们最终得到了一辆电动汽车,因为我们在房子上安装了太阳能电池板, 但当时我们没有为电池板提供任何电池存储. So, 我很好奇, 现在或将来是否有可能使用电动汽车电池为你的房子提供备用电源?

洁丝: 是的,电动汽车为现在和未来的备用电源提供了巨大的机会. 所以电动汽车有两种不同的供电方式. 一种是通过车辆上的插座. 所以这并不是针对所有的电动汽车, 但是多功能车, 比如福特F150和里维安汽车上分别有120和240个插座, 所以你可以在停电的时候插上必需品,比如冰箱之类的东西,或者你可以把它当作电源,如果你要给割草机插上电源,使用电动割草机,而且你离你家不远. 所以,这是一种不用电网就能把电抽出来的方法. 但下一个是为你的房子充电或为你的房子供电. 所以你必须有正确的设置,你还必须有一辆双向充电的电动汽车. So, 这基本上意味着你可以用充电器把你的车插进去,而不是从房子里把电拉到电动汽车里,你基本上是从电池里把电拉出来给你的房子供电, 就像我说的, 这需要一个特殊的充电器,也需要对你的房子做一些改变, 如果你要把发电机连到你的房子里,哪一个是正确的. So, 现在有些电动汽车可以使用这个功能, 比如日产Leaf和福特F150, 但我们也会在未来的电动汽车中看到更普遍的东西.

科琳: 太酷了. 如果我把EV配置好了, 我可以在停电的时候把它当作备用发电机.

洁丝: 是的, 这可能会成为电网支持以及我们向更高的可再生电网过渡时非常普遍的东西. 因此,未来使用电动汽车有很多机会.

科琳: 我们在电池中使用的关键材料, 你刚才提到了锂, 钴, 镍币和其他一些, 当你回收电池时, 这些材料可以重复使用吗?

洁丝: 是的. 很好的问题. 它们可以在制造新电池时重复使用, 这就是回收的好处之一, 还有电动汽车的一大优点. So, 你知道, 不像汽油替代品, 当你提取石油的时候, 它是, 你知道, 燃烧, 然后它就永远消失了. 电动汽车, 你可以用这些材料来制造为电动汽车提供动力的电池. 然后在生命的尽头, 它们可以回收利用, 他们可以回到制造过程中, 进入理想的循环经济.

这意味着需要开采的材料更少了, 这对环境有很多好处, 只是因为材料的回收利用对环境和社会的影响更小. 因此,这些材料的回收真的取决于所发生的回收过程. So, 我们现在看到的是很多我们称之为湿法冶金回收的东西, 这就回收了镍, 锰, 钴, 锂, 所有的形式都可以回到阴极生产中.

科琳: 这种回收是否正在大规模进行?

洁丝: 是的,确实如此. 在美国以外.S.中国和欧洲一直是回收行业的领头羊,也是行业发展的领头羊. 在美国.S. 在这里,我们看到一些公司实际上,你知道,拥有工业规模的产能. 内华达州的一个,我相信每年大约有2万吨. 所以,在这一点上,确实有大型的回收公司.

还有很多正在开发中. 我认为目前正在开发的东西比实际回收的要多. 这绝对是一个好迹象, 尤其是考虑到我们目前并没有大量的电动汽车退役. 你知道,在2010年,2011年是第一辆电动汽车销售的时候? 因此,与当时的销售额相比,它们的比例非常非常小. 在回收这些材料之前,你必须等待它们的使用寿命.

So, 我们现在看到退休的人越来越少, 我们预计未来10年将出现一波退休潮, 这就意味着我们需要增加回收能力.

科琳: So, 《617888九五至尊娱乐》中是否有鼓励电池再利用和回收的措施, 或者两党基础设施法, 或者两者都有?

洁丝: 是的. So, 两党基础设施法专门为回收和再利用研究提供了资金, 发展, 和示范. 所以, 这些资金最近被分配给大约10个不同的项目, 其中5个是专门针对回收的, 以及新技术的发展, 对环境的影响较小, 具有更高的回收率, 以及在美国国内建立能力.S. 这样我们就可以回收我们自己的电池,而不必出口它们.

另外五个项目是专门用于重新利用的, 朝着降低成本的方向发展, 理解...or, 增加获得健康状况信息的机会, 提高了拆开电池的能力, 同时也开发了很多这些重新利用设施的示范项目,它们可以, 为电网供电, 或者我提到的其他应用, 例如电动汽车充电.

一共是73美元.900万,我相信,分配给这10个项目,还有更多. 通货膨胀减少法案, 该法案没有包括回收和再利用的任何细节, 但它确实包括, 在材料要求上, 要求一定比例的材料来自美国.S. 在这个百分比内, 它们包括使用在美国境内回收的材料的能力.S. 所以这也增加了一点在制造中使用回收材料的动力.

科琳: 是否有政策要求回收?

洁丝: 不,在美国没有要求回收的政策.S. 欧盟和中国都有回收要求,但美国没有.S. 在实现这样的东西方面有点落后吗. 我们采取了一种不同的方法, 我相信, 这更多的是用于资助研究和资助行业发展, 更多地依赖于回收经济, 在这一点上,哪些看起来是积极的, 只是因为锂离子电池的材料价格高.

在州一级,有更多的517888九五至尊娱乐和阴谋包括某种回收政策. 在加利福尼亚州,2018年的一项议会法案召集了一个咨询小组. 这个小组大约有20个利益相关者, 他们的任务基本上是制定或向立法机构推荐回收政策. 这个小组包括来自汽车行业的利益相关者, 废物处理行业, 来自政府, 也来自非营利组织.

他们建议有一种生产者回收的方式, so, 它要求电池在使用寿命结束时进行回收, 但应该要求电动汽车制造商确保电池被回收利用, 并支付任何相关费用. 这是欧盟和中国正在发生的事情的一个很好的代表. 所以,看到加州通过这样的法案,大家都很感兴趣. 虽然还没有任何法案被提出,但我们认为今年可能会有一些法案.

科琳: 你还希望看到其他常识性政策出台吗?

洁丝: 是的,有. So, 当然,我认为某种形式的制片人回收是一种我们需要看到的好政策, 这样我们就可以确保所有的电池都被回收利用, 即使经济上行不通. 电池中的钴含量一直在减少, 哪个是价值很高的材料, 因此, 从经济角度来看,这并不奏效. 我们要确保即使电池, 你知道, 不经济的, 我们仍然会回收它们, 然后安全处理掉, 确保我们找回了其他材料, 比如锂.

我认为其他必须实施的政策包括回收设计. So, 这是我之前提到的我们在咨询小组里讨论过很多的问题, 因为拆卸电池的成本很高. 因此,将电池拆分成更小的模块或组件的成本很高. 这是因为这些电池是用于电动汽车的, 而且不一定是要拆开重新利用或回收利用的.

正因为如此, 所有的车型和电动汽车都有不同的设置和设计. 所以,这必须是一个人工过程,而不是由技术或机器人完成的. 这也是一个相当长的过程. 你知道,有些电池要花四个小时才能拆开. So, 设计一种可以拆卸的电池将大大节省成本, 也会提高回收和再利用过程的安全性.

So, 我建议的另一项政策是增加健康状况信息的可用性, 或者增加这个容量估计的可用性. 那是因为, 你知道, 早些时候我谈到了在使用汽车时了解健康状况的必要性, 对于那些将要买卖二手车的人来说尤其如此. 但了解电池从汽车上取下来后的健康状况也很重要. 这是很难得到的东西, 因为这是OEM的专有信息, 原始设备制造商, 对于拆解者或重新利用者来说,并没有正确的连接器来了解电池管理系统的健康状况和估计. So, 这是OEM可以提供的东西, 而现在不是, 如果是的话,那就太好了. 它可以, 你知道, 提高效率,降低再利用成本, 还有回收过程.

我的最后一个建议是要求电池贴上某种标签. So, 现在, 在回收过程中, 很难知道这是哪种锂离子电池. 所以,正极,阴极,这是电池中最有价值的部分. 它包含了许多重要的材料, 比如锂, 镍, 钴, 这些都是不同程度的.

So, 回收商, 不, 没有, 种, 某种标签表明里面有什么材料, 他们不知道应该为电池付多少钱, 或者他们应该为电池支付多少钱, 如果是低价值的电池. So, 这只是一个增加的信息和意识,这对增加是非常重要的, 种, 这个过程的效率. 事实上,从2026年开始,加州就会要求这样做.

科琳: 这似乎是一个非常容易实施的常识性措施.

洁丝: 它. 是的. 真的,真的.

科琳: 好了,杰西,非常感谢你加入我的播客. 这真是一次有趣的谈话. 我很高兴知道我的电池还能用,你知道,有一个快乐的来世.

洁丝: 是的. 谢谢你邀请我,并问了这么有见地的问题.

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