在内华达的荒漠里,有一片看着很荒凉的地,叫“电池墓地”。但这地方是Redwood Materials的回收工厂。这里堆着各种废电池,来自电动汽车、手机和小家电。它们散落在32英亩的沙地上。它们看上去像工业时代的残骸,但并不是终点。工厂把这些电池拆开,提取锂、镍、钴等金属。提出来的金属可以做新电池的原料。
全球对可充电电池的需求在急速增长。电动汽车越来越多,锂、钴、镍成了重要资源。传统采矿常常带来环境破坏和地区冲突。钴的矿区多在刚果,那里的工业条件差,水污染常见。回收工厂可以从废旧设备里回收这些金属。这样不用炸山挖洞,就能得到材料。理论上,开采出来的金属可以循环用很久。有些人认为,未来靠回收就能满足大部分电池需求,减少对新矿的依赖。
在这场竞赛里,中国走在前面。Benchmark Mineral Intelligence说,中国有五十多家跟Redwood规模相当的回收厂。它们为中国电池产业提供约10%的锂、20%的镍和钴。中国一位电池公司创始人说,到2042年中国可能靠回收满足电池原料,不再需要新矿。Benchmark还预测,到2040年,回收会供应全球近三分之一的锂、镍和钴。
美国的回收产业还在起步。Redwood处理着全美约90%的锂离子电池回收。它每年处理约6万吨废料。大部分废料是电池生产时的边角料,或者是从电子回收箱里来的小型设备。电动汽车电池占业务不到四分之一。每块EV电池价值可达2000美元,是移动的“金矿”。行业面临问题。政策变化让资金紧张。回收来的材料多要运到亚洲精炼,才能做成新电池。美国公司的目标是建本土闭环。也就是从回收、精炼到制造都在本国做,减少对外依赖。
在Redwood的工厂,废电池的再生过程既有技术也很辛苦。卡车把电池运来后,工人按尺寸和化学成分分开。有时会把电动汽车电池和小型电子电池混合分拣,像配方一样调配金属比例。巨型机械把电池放进高温“烤箱”,加热到几百度,烧掉塑料和电解液,留下黑色残渣。把残渣碾成“黑粉”后,用磁铁、筛网和化学溶解分离出锂、镍、钴等纯金属。这样处理的碳排放比传统采矿低约58%,用水少约72%,显示了环保优势。
但环保下面也有问题。高温处理会释放有毒气体。工厂用过滤器净化,仍会排出水蒸气和二氧化碳。若改用湿法粉碎,空气污染少了,但耗水多并产生废水。更难的是,电池里的塑料和电解液等便宜材料大多被丢弃。要完全回收,通常要人工拆解,且要针对不同电池设计定制工艺,几乎难以大规模做成自动化。意大利学者Chiara Ferrara说,这像“不可能的任务”,说明回收技术还有局限。
现在,Redwood每年能提取出相当于30万辆电动汽车电池的金属。但这些材料大多还要送到亚洲精炼。为了解决这个瓶颈,公司在建新厂,试图生产正极活性材料。正极是电池的核心部件。若成功,美国就能复制中国的模式,形成回收—精炼—制造的闭环。中国已经通过区域协作,建成多个一体化中心,从黑粉到新电池能无缝衔接。
在达到完全闭环前,Redwood还在做电池的二次利用。旧的汽车电池虽然不能再驱动车辆,但还能做储能。工厂旁的沙地上,近800块旧电池接入太阳能阵列,为一个AI数据中心提供全天电力。加州大学的Zheng Chen说,这样既延长了电池寿命,也提高了资源效率。等电池彻底报废后,它们再进入回收流程,开始新一轮循环。
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