電動車內部的鋰電池

不同於 3C 產品,電動車的鋰電池重達 450 公斤,隨著「電動經濟」的發展,鋰電池用量出現爆炸性的成長。雖然現在多數的電動車仍在「壯年」階段,但過了幾年,這些電動車報廢後,產業界將面臨「廢棄電池海嘯」的衝擊。電池回收新創 Li-Cycle 的聯合創辦人兼總裁 Ajay Kochhar 表示,如今全球已經廢棄超過 50 萬噸的鋰電池,預計到 2030 年,這個數字會成長 10 倍,而且絕大多數來自於電動車。

因此,不少專門處理鋰電池廢棄物的新創正在興起,例如分解廢棄鋰電池的 Redwood Materials,建立回收物流系統的 Li-Cycle,他們的目標,就是將廢棄鋰電池轉化成有價值的資源。

Redwood Materials:與特斯拉合作,每年處理 2 萬噸廢棄電池

Redwood Materials 創立於 2017 年,創辦人為特斯拉的聯合創辦人 JB Straubel。在擔任特斯拉技術長的時候,Straubel 意識到,電動車壽命結束時,市場上並沒有適當的處理機制。Straubel 認為,5 年後電動車大量報廢時,電池海嘯就會來臨。

目前 Redwood Materials 與特斯拉合作,處理 Gigafactory 的廢棄材料與缺陷電池。一年下來,Redwood Materials 能夠處理 2 萬噸的材料。發言人表示,Redwood Materials 的技術,能回收電池中 95% 至 98% 的鎳、鈷、鋁、石墨,以及 80% 以上的鋰,大部分會賣回給松下,用於製造新的特斯拉電池。

Li-Cycle:建立 hub and spoke 模式,降低回收成本

而 Li-Cycle 是 Tim Johnston 與 Ajay Kochhar 在 2016 年創立的公司,他們採用「hub and spoke」(樞紐 – 輻條)的商業模式。由於鋰電池易燃,為了確保運輸安全,必須耗費更多的運輸成本;為了縮短運輸距離並降低成本,Li-Cycle 透過當地的「spoke」收集電池,並拆解成三部分:塑膠外殼、混合金屬(例如箔)、電池核心(鈷、鎳等活性材料)。拆解後,Li-Cycle 可以直接出售,或者是將電池和新材料送往中心「hub」進一步處理。Johnston 表示,這些金屬的回收效率可達 90% 至 95%。

目前 Li-Cycle 有兩個 spoke,每年可處理 1 萬噸鋰電池。近期 Li-Cycle 宣布要建立 hub,從 2022 年底開始,每年將能處理 2.5 萬噸的電池核心,分離出鋰、鈷、鎳等元素。

OnTo Technology:進行再鋰化研究,試圖讓鋰電池回到初始狀態

然而電池的化學結構不斷演進,例如松下生產的特斯拉鋰電池,鈷含量在 2012 到 2018 年間下降了 60%。化學成分變化意味著處理流程必須不斷調整,利潤因此降低。

因此有人認為,回收廢棄電池的大分子結構,比回收基本元素更有效率。例如電池研究公司 OnTo Technology 的創辦人 Steve Sloop,他將電池比喻成大樓,認為翻新大樓的成本,遠低於拆掉大樓的成本。目前 OnTo Technology 正在進行「再鋰化」(re-lithiation)的研究,試圖將鋰電池的鋰回復到初始狀態。若成功,廢棄鋰電池就能再次使用。

隨著電動車的發展,鋰電池回收系統的重要性也逐漸上升。根據 Statista 的估計,到了 2030 年,鋰電池回收市場的年產值將達 180 億美元,遠高於 2019 年的 15 億美元。建立循環系統,不僅能處理廢棄問題,還能為新的鋰電池提供製造資源,創造產值。

參考資料

CNBC》、《Redwood Materials》、《Li-Cycle》、《OnTo Technology

(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源:Wikimedia Commons

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