電動(dòng)汽車市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)勢(shì)在必行，以實(shí)現(xiàn)減少溫室氣體排放的全球目標(biāo)，改善城市中心的空氣質(zhì)量，并滿足消費(fèi)者的需求，電動(dòng)汽車越來越受到消費(fèi)者的青睞。然而，越來越多的電動(dòng)汽車在報(bào)廢時(shí)給回收商帶來了嚴(yán)重的廢物管理挑戰(zhàn)。然而，廢舊電池也可能是一個(gè)機(jī)會(huì)，因?yàn)橹圃焐绦枰@得戰(zhàn)略元素和關(guān)鍵材料來制造電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件：電動(dòng)汽車的

可以提供寶貴的二級(jí)材料來源。在此，我們概述和評(píng)估了目前電動(dòng)汽車鋰離子電池回收和再利用的一系列方法，并強(qiáng)調(diào)了未來進(jìn)展的領(lǐng)域。

? ? ? ? ?為了實(shí)現(xiàn)全球溫室氣體減排目標(biāo)和改善城市中心的空氣質(zhì)量，個(gè)人交通必須去碳化，在此驅(qū)動(dòng)下，電動(dòng)汽車革命將徹底改變汽車行業(yè)。2017年，全球電動(dòng)汽車的銷量首次超過了每年100萬輛1。保守的假設(shè)是，電池組平均重量為250公斤，體積為半立方米，當(dāng)這些車輛達(dá)到其壽命終點(diǎn)時(shí)，由此產(chǎn)生的電池組廢物將包括約25萬噸和50萬立方米的未處理電池組廢物。盡管再利用和目前的回收過程可以將這些廢物中的一部分從垃圾填埋場(chǎng)轉(zhuǎn)移出去，但鑒于電動(dòng)汽車市場(chǎng)的增長(zhǎng)軌跡，電動(dòng)汽車廢物的累積負(fù)擔(dān)是巨大的。這種廢物帶來了一些嚴(yán)重的規(guī)模性挑戰(zhàn)：在重新利用或最終處置前的電池儲(chǔ)存方面，在兩者所需的人工測(cè)試和拆解過程中，以及在回收所需的化學(xué)分離過程中。

? ? ? ? 廢物也可能是一種寶貴的資源。電動(dòng)汽車電池中的元素和材料在許多國家都無法獲得，獲得資源對(duì)于確保穩(wěn)定的供應(yīng)鏈至關(guān)重要。在未來，電動(dòng)汽車可能被證明是關(guān)鍵材料的寶貴二次資源，有人認(rèn)為，高鈷含量的電池應(yīng)立即回收，以加強(qiáng)鈷的供應(yīng)6。如果每年要生產(chǎn)數(shù)以千萬計(jì)的電動(dòng)汽車，那么仔細(xì)管理電動(dòng)汽車電池制造所消耗的資源，對(duì)于確保未來汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展肯定是至關(guān)重要的，就像一個(gè)材料和能源效率高的3R系統(tǒng)（減少、再利用、再循環(huán)）。在此，我們概述了當(dāng)前的技術(shù)狀況，并確定了一些與電動(dòng)汽車LIB壽命終結(jié)管理有關(guān)的重要問題。

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? ? ? ? 如果我們考慮到兩種主要的初級(jí)生產(chǎn)模式，在開采時(shí)，需要250噸礦物礦石，或750噸富含礦物的鹽水7,8才能生產(chǎn)一噸鋰。大量原材料的加工可能導(dǎo)致相當(dāng)大的環(huán)境影響9。例如，從鹽水中生產(chǎn)需要在鹽田中鉆一個(gè)洞，并將富含礦物的溶液抽到地面。然而，這種采礦活動(dòng)會(huì)使水位下降。在智利的，一個(gè)主要的鋰生產(chǎn)中心，該地區(qū)65%的水被采礦活動(dòng)所消耗9。這影響了該地區(qū)的農(nóng)民，他們必須從其他地區(qū)進(jìn)口水。以這種方式生產(chǎn)的鋰的加工對(duì)水的需求是巨大的，一噸鋰需要1,900噸水來提取，這些水被蒸發(fā)所消耗。

? ? ? ? 相比之下，二次生產(chǎn)只需要28噸用過的LIBs7,8,10（大約256個(gè)用過的電動(dòng)車LiBs8）。如果能從報(bào)廢的鋰離子電池中回收更多的材料，并盡可能地接近可用的形式，就能大大減少鋰離子電池生產(chǎn)的凈影響11。然而，在電動(dòng)汽車市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)階段，僅靠回收不能接近補(bǔ)充礦物供應(yīng)12。根據(jù)日歷老化（自生產(chǎn)以來的時(shí)間造成的老化）預(yù)測(cè)，LIBs的壽命為15-20年12，比鉛酸電池長(zhǎng)三倍。最初對(duì)LIB生產(chǎn)規(guī)模的資源限制的擔(dān)憂集中在鋰上；然而，在近期內(nèi)，鋰的儲(chǔ)備不太可能成為一個(gè)限制因素。

? ? ? ? 更加緊迫的問題是鈷儲(chǔ)備，它在地理上集中在剛果民主共和國（主要在政治上不穩(wěn)定的剛果民主共和國）。這些儲(chǔ)量經(jīng)歷了短期的劇烈價(jià)格波動(dòng)，并引起了圍繞其開采的各種社會(huì)、道德和環(huán)境問題，包括雇用童工的手工礦場(chǎng)。除了回收的環(huán)境要求外，材料供應(yīng)鏈顯然也存在嚴(yán)重的道德問題，這些社會(huì)負(fù)擔(dān)由世界上一些最脆弱的人承擔(dān)著。鑒于該行業(yè)的全球性質(zhì)，這將需要國際協(xié)調(diào)，以支持協(xié)調(diào)一致地推動(dòng)回收LIB和材料的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

? ? ? ? 廢物管理等級(jí)制度認(rèn)為再利用比回收更可?。▓D1）。由于制造的鋰離子電池蘊(yùn)含著相當(dāng)大的價(jià)值，有人建議應(yīng)通過應(yīng)用的層次結(jié)構(gòu)來優(yōu)化材料使用和生命周期的影響2。儲(chǔ)存的能量與投入的能量之比（ESOI）--制造電池必須投入的能量與電池在其使用壽命內(nèi)儲(chǔ)存的電能之比，是用來比較不同儲(chǔ)能技術(shù)功效的指標(biāo)。顯然，如果報(bào)廢的電動(dòng)汽車電池能夠用于對(duì)電池性能要求不高的第二用途，ESOI數(shù)字將會(huì)提高。

? ? ? ? 有利可圖的二次利用也提供了一個(gè)潛在的價(jià)值流，可以抵消最終的回收成本，而且在某些地方，用于儲(chǔ)能的二手電動(dòng)車電池已經(jīng)形成了一個(gè)健康的市場(chǎng)，有可能供不應(yīng)求。目前，決定是回收還是再利用的經(jīng)濟(jì)因素是堅(jiān)定地支持再利用的。主要因素有：（1）將電池投入第二次使用的翻新成本；（2）回收電池所產(chǎn)生的任何積分；如果第二次使用的價(jià)格低于翻新成本和回收積分的總和，那么回收將是經(jīng)濟(jì)上最有利的選擇19。隨著時(shí)間的推移，預(yù)計(jì)19廢舊電動(dòng)車電池的供應(yīng)量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過二次使用市場(chǎng)所能吸收的數(shù)量。因此，必須記住，如果要避免填埋處理，回收必須是所有鋰離子電池的最終命運(yùn)，即使它們首先有第二用途。

? ? ? ? 鑒于廢棄電池的儲(chǔ)存可能不安全且對(duì)環(huán)境不利，如果不可能直接重新使用LIB模塊，就必須對(duì)其進(jìn)行維修或回收。報(bào)廢的LIB回收可以提供重要的經(jīng)濟(jì)效益，避免了對(duì)新礦物開采的需求，并對(duì)LIB供應(yīng)鏈中的脆弱環(huán)節(jié)21和供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)提供彈性。對(duì)于大多數(shù)再制造和回收過程，電池組必須至少拆解到模塊水平。然而，與電池拆卸相關(guān)的危險(xiǎn)也很多。從汽車應(yīng)用中拆卸電池組需要高壓培訓(xùn)和絕緣工具，以防止操作員觸電或電池組短路。短路會(huì)導(dǎo)致快速放電，這可能導(dǎo)致加熱和熱失控。熱失控可能導(dǎo)致產(chǎn)生特別有害的副產(chǎn)品，包括HF氣體，它與其他產(chǎn)品氣體一起可能被困住，最終導(dǎo)致電池爆炸。由于易燃的電解液、有毒和致癌的電解液添加劑以及潛在的有毒或致癌的電極材料，這些電池還存在化學(xué)危險(xiǎn)。