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检查电池“跟踪和追踪”的积极因素

没关系 Covid 护照。制造商是否会从锂离子电池的综合数字标签和识别中获益? Fleur Doidge 报道。虽然针对 Covid-19 的跟踪系统在许多国家/地区的结果喜忧参半,但将类似的想法应用于锂离子电池 (LiB) 可能有助于满足汽车行业不断飙升的需求。Ilias Belharouak,电气化部门负责人美国能源部橡树岭国家实验室 (ORNL) 建议,一种电池身份全球护照 (BIGP) 可以帮助关闭从制造摇篮到回收大门的锂电池废物循环。“电池价值链中的每个人都将受益,”伊利亚斯说。 “采矿和精炼的压力较小,电池制造商可以确保材料原料的安全,回收商对环境的影响较小,公众将看到电池成本降低。”ORNL 的研究评论得出结论,例如,可扫描的 QR 码或智能 RFID 标签可以帮助识别和跟踪材料,包括钴和锂本身——还可以减少稀土矿物的开采,同时有助于在转向电动汽车 (EV) 的过程中实现运输脱碳。电动汽车技术开发商 StoreDot 的首席执行官 Doron Myersdorf 博士证实 BIGPs 可能是有用的,尽管这个概念并非没有困难——尤其是在全球监管和合作方面。“如果我们真的能实施这样一个系统,传递给整个从原材料到电池回收的电池生态系统,具有可追溯性,这对地球和整个行业来说都是一件大事,”Doron 证实。

以不同的方式思考——在全球范围内

“国际社会需要开始以不同的方式思考未来,”多伦说。 “到目前为止,我们一直在做的事情,尤其是在回收和环境方面,还没有从地球和零排放目标的角度来看,它们非常富有成效、成功或高效。”BIGP 甚至可能为思考造福下一代的环境开辟道路。 Doron 说,今天成千上万的电池制造商大多不知道他们的材料来自哪里或如何提取。护照系统可以减少全球腐败和贿赂、童工和环境破坏,即使对 LiB 的需求猛增,他指出. “今天,它就像狂野的西部;人们在这个过程中受到剥削。一旦你生产了,你就不知道它流向哪里,也不知道它有多安全;你不知道你有多少次充电放电循环或二次生命应用。”今天的锂电池可以埋在“沙漠中的某个地方”,而后代的饮用水是从被重金属污染的地面抽取的——这在某种程度上抵消了硬金属工作与创新goi他指出,首先要致力于开发更绿色的能源和运输方法。到目前为止,食品标签等类似概念可能还没有向消费者提供关于产品来源的完全透明信息。另一方面,笔记本电脑中嵌入的英特尔处理器部件已经可以追溯,提供有关特定批次、质量和安全问题、批次定价和生产日期的信息。BIGPs 将不方便、成本高、官僚主义,需要监管支持,和整个行业的更多标准化——类似于半导体生产中正在发生的事情——也将是有益的。也就是说,BIGPs 仍然是迈向可持续未来的“智能和高效”的一步,Doron 说,而 LiB 数据被输入人工智能(AI) 和机器学习应用程序还可以提高跨供应链的物流和生产管理的可见性和效率。

共同制定实施路线图

制造商和最终用户应该共同努力,以实现确保成功的关键目标。 “基本上说,‘这就是我们希望在 5-10 年内实现的方式’(并推动这一点),我们可以制定实施路线图,”Doron 说。 Alan Colledge,废物和资源危险服务高级经理Cawleys 的经理说,已经提出了各种识别方法来跟踪不同类型的 LiB。在他看来,这个概念是有价值的,尤其是在重复使用方面。制造商逐渐改进和改变他们的电池设计,因此需要识别。例如,日产聆风已经经历了几代——但这种识别水平可能相对简单。 Alan Colledge,Cawleys 废物和资源经理的危险服务高级经理:图片由 Cawleys 提供“打开并看到电子标签或某种关于它是什么、它来自哪里、什么年龄、充电状态以及所有这些东西的指示可能不那么有价值:特斯拉电池是特斯拉电池,我们问在我们拿起它之前先问问题,”他说。Alan 同意,一个更智能的 BIGP,包括 RFID 芯片或智能传感器,可以在其整个生命周期与电池管理系统接口,可能更有用。

材料分离和地平线上的回收利用

Cawleys 在英国提供 EV 电池回收和处置的商业服务,并且还是授权出口商。它在卢顿总部的车间专为 LiBs 设计和建造,具有完全绝缘的工具和高压工程能力。这是英国同类首创 [initiatives],”Alan 说。钙wleys 已经从早期的商业关系发展到在工厂进行测试的研发公司,现在越来越多地与原始设备制造商打交道,并与其他大公司签订合同,包括接收需要收集的电池的全国性汽车经销商网络。“有很多目前的发展,”Colledge 说。 “我们的速度只能和我们收集的那种电池一样快;我们还没有处理成千上万块电池的堆积山。”他预测,当这些堆积如山的电池出现时,数量将与资源平衡,回收能力和对话将开始发生变化。该公司现在正在投资,预计随着对替代 EV LiB 的需求扩大,可实现盈利和可持续的规模经济。哪个克给你一个主意,”艾伦说。 “但汽车就在那里,即使是废物方面也不太可能达到大约五年所需的数量。然后是早期类型的 EV Vauxhall 和 Prius,Tesla Model S 大约有 11 或 12 年的历史。一个困难是,司法管辖区首先对什么是危险的有所不同——“其背后的科学”并不好,艾伦说。也就是说,在接下来的三到六个月内,Cawleys 预计将开始“彻底”参与到循环经济,及时向预计在未来五到十年内全面投产的超级工厂提供适销对路的材料,为电动汽车市场服务,他补充道。

电动汽车和超级工厂将改变未来

更小,便携式 LiB 是另一回事:管理服务器例如,一千块 iPhone 电池可能是“不切实际的”,而且建立废物处理设施(包括焚烧电池中的化学废物的熔炉)是有争议的,他补充道。出口,”艾伦说。 “但是,一旦我们开始生产,为大约四家超级工厂购买了英国工厂,对材料的需求可能会发生翻天覆地的变化。” Lars Carlstrom 是 Italvolt 的创始人兼首席执行官,该公司正在建设一座 45 GWh 电池千兆工厂和意大利都灵附近的研究中心。该项目的第一阶段最终旨在为欧洲电动汽车市场提供更环保的电池,预计将于 2024 年完工。Lars 同意,对整个供应链以及所用材料、生产过程和后期寿命进行全面认证会带来相当大的挑战。然而,他说几乎完全回收 LiB 材料是可能的。“在电池护照的帮助下,你实际上可以控制这些事情,并且通过以更精确的方式跟踪电池,你可以确切地知道你在哪里,“他说。 “这是所有这些行业中棘手的部分。”但他表示,尽可能将供应链本地化可能更可持续,同时也有利于当地经济并创造就业机会。当制造商必须将电池从亚洲运往欧洲时,这本身就会对环境产生巨大影响,在他看来,应该对来自亚洲的电池征收某种“绿色税”。然后是监管和制度方面的困难;你怎么知道 BIGP 信息实际上是有效的,无论认证是公共部门还是私营部门的倡议? “你需要将整个供应链带回靠近行业所在的地方,”拉尔斯说。 “你无法控制事情的发展。并且供应链端可能会提出有效的 d文件说的很好,但很难确定。大多数情况下,我们需要一个控制系统来真正检查它。”

制造商和回收商发挥关键作用

Carlstrom 承认,目前全球供应链是必不可少的,特别是对于包括某些矿物在内的材料。然而,在生产层面仍然可以实现更密切的关注和本地化。对他来说,电池护照是朝着正确方向迈出的一步,但仍然存在重大挑战。 “我认为这是一个好的意图,至少,但还有很多工作要做才能使它们有效并得到认可等等,”他说。每个制造电池的标准化指纹符合电池护照概念:图片由 StoreDot 提供“重要的是要认识到循环经济是整个系统的保障。” ORNL 的 Belharouak 说BIGP 可以为全球制造的“每一个”电池提供标准化指纹,这也符合大湾区的电池护照概念,尤其是在电池供应链弹性方面。 Belharouak 表示:“这是一种实用的解决方案,可以根据这些电池所含的化学成分对所有类型的锂离子电池进行分类。”有多少,来自哪里等等。”这种水平的技术经济分析可以为回收商提供更好的信息,包括在对报废电池原料进行分类时提供更多细节。这应该使人们对从目前通过火法冶金和湿法冶金工艺进行的工业回收转向直接回收 LiBs 的成本和可实现的收入充满信心,目前仅在 labora然而,这完全取决于电池制造商对解决方案的接受和实施,Lars 说。 “最大的挑战与实施有关。电池社区,尤其是制造商和回收商,将需要接受并朝着采用这一概念迈进。几年后,我们预计将有数百万吨电池可供回收,”他说。“让我们从人类回收铅酸电池的做法中汲取灵感。达到 80-90% 的铅酸电池回收率需要很多年和很多决心。在这种新的背景下,LiB 回收等措施重新受到关注。”

要点

随着 LIB 的日益普及,尤其是在汽车领域,利害关系正在迅速增加

经济和环境迫切需要推动最大限度地延长锂离子电池 (LIB) 的有用生命周期的尝试LIB 的全球电池身份护照可以d 帮助缓解关键气候和企业社会责任问题,同时满足商业压力(例如锂成本上升、对产品质量和一致性的需求)选择的回收方法然而,全球电池识别系统也可能会增加行业成本,必须将其转嫁给最终用户
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