Volkswagen領導的研究團隊首次多次回收電池 未來將大幅減少對原材料產地的依賴 (圖/CarStuff)
Volkswagen領導的研究團隊首次多次回收電池 未來將大幅減少對原材料產地的依賴 (圖/CarStuff)

來自工業和科學界的合作夥伴希望共同證明,電池最有價值的元件可以透過回收利用連續多次回收和再利用。HVBatCycle研究聯盟的目標是將陰極金屬,電解質和石墨永久保持在閉合材料閉環中。在Volkswagen集團的領導下,TANIOBIS GmbH、J. Schmalz GmbH和Viscom AG與亞琛工業大學(RWTH Aachen University)、不倫瑞克工業大學(TU Braunschweig)和弗勞恩霍夫IST表面工程和薄膜研究所(Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films)的研究人員合作了三年,以研究和開發必要的工藝。該專案由德國聯邦經濟事務和氣候行動部資助。

歐洲議會國務秘書Michael Kellner表示,「歐洲電池生產只有在盡可能多的領域注重可持續性才能取得成功。可持續電池對於以高環境和社會標準為指導的能源和運輸轉型至關重要。」

Volkswagen公司電池營運長Sebastian Wolf解釋說,「電池的回收和生產廢品對我們計劃工廠的原材料供應做出了決定性的貢獻。透過HVBatCycle專案,正在準備回收過程的整體視圖,從而實施電池材料的閉環。」

封閉的原材料迴圈閉環和多重回收

為了必須使用更少的來自礦山或鹽灘等主要來源的材料,基本原材料不僅要回收一次,而且要回收幾次。為此,由回收材料製成的電池單元再次被回收,從而也證明即使多次回收運行也不會對材料品質產生影響。閉環需要複雜的跨學科流程。為了實現高效、生態和經濟上合理的回收利用,所有過程必須相互協調,以便在最高安全要求下生產出分類和高品質的二次材料。這尤其涉及可擴展性和經濟效率。

Volkswagen領導的研究團隊首次多次回收電池 未來將大幅減少對原材料產地的依賴 (圖/CarStuff)
Volkswagen領導的研究團隊首次多次回收電池 未來將大幅減少對原材料產地的依賴 (圖/CarStuff)

透過分散化實現獨立性,透過使用二次材料獲得優勢

該聯盟專案側重於機械-濕法冶金(Mechanical-hydrometallurgical)回收路線,其特點是能源需求低,並且有可能在歐洲對某些回收過程進行相對簡單的分散分配。這有利於當地的循環經濟,並確保具有重要戰略意義的原材料,從而大大減少了歐洲對世界其他地區的依賴。HVBatCycle專案旨在確定高效的流程和創新解決方案,以確保建立具有高經濟效益的端到端價值鏈,同時最大限度地提高回收和能源效率,並最大限度地減少對環境的影響。

電極材料拆解過程和回收過程的自動化

具體的創新發展方法在於以需求為導向-即經濟優化-放電,以及在很大程度上自動拆卸下滑的電池系統,直至電池或電極水準。這還包括活性材料和載體箔的幾乎無損耗分離,以及石墨和高揮發性電解質組分的回收。

Volkswagen領導的研究團隊首次多次回收電池 未來將大幅減少對原材料產地的依賴 (圖/CarStuff)
Volkswagen領導的研究團隊首次多次回收電池 未來將大幅減少對原材料產地的依賴 (圖/CarStuff)

在以下由石墨和電池金屬組成的「黑色物質」的濕法冶金加工中,使用水和化學溶劑,重點是早期和選擇性地提取可溶性形式的鋰,以及浸出、沉澱和精鍊所含金屬作為混合氫氧化物濃縮物。然後,結合陰極活性材料的更新材料合成,將研究金屬化合物的分離是否真的有必要生產新的,完全高性能的正極材料。

關於電解質和石墨加工的研究工作旨在透過開發合適的工藝來表明,重要的電解質組分和石墨也可以有效地加工並再次用於電池生產中適合電池的品質。所有工藝步驟都伴隨著生態和經濟生命週期分析。

作為其電池戰略和可持續發展戰略的一部分,Volkswagen集團對實現電池材料的閉環非常感興趣,因此承擔了該專案的協調和管理。透過薩爾茨吉特(Salzgitter)零件基地的機械回收試驗工廠,集團的技術部門確保從汽車電池生產和供應來回收材料。此外,薩爾茨吉特卓越中心的電池製造專業知識亦適用於以完全回收的材料生產新電池。

Volkswagen領導的研究團隊首次多次回收電池 未來將大幅減少對原材料產地的依賴 (圖/CarStuff)
Volkswagen領導的研究團隊首次多次回收電池 未來將大幅減少對原材料產地的依賴 (圖/CarStuff)

文章來源:Volkswagen領導的研究團隊首次多次回收電池 未來將大幅減少對原材料產地的依賴

(旺車)

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