电动汽车电池五大创新 打造清洁绿色电动汽车

一直以来,人们将电动汽车视为向低碳经济转型的关键,但随之相伴的人力和环境成本变得越来越高,因此人们亟待新技术的出现来解决现实问题。

2021112709530648

尽管向低碳经济转型这一过程十分顺利,但实现这一目标的最佳途径仍有待讨论。然而,通过逐个分析和统筹考虑,人们普遍认为:“清洁”技术将在实现低碳经济转型中发挥重要作用。就拿交通来说,为了减少车辆尾气排放,就需要寻找内燃机的替代品。

如今,虽然氢能源电动车在快速发展,但人们以前使用的大多是电动汽车(EV)。尽管两种汽车的总购买量持平,但最近的月度销售数据显示,电动汽车销量同比增长50%。

其实,我们说的“清洁”是相对的。虽然电动汽车的排气管没有排出废气,但进入它们的原材料中嵌入的碳与其燃烧当量一样多,甚至会更多。《卫报》最近的一项调查显示,在电动汽车行业中,人们考虑绿色交通时仍然没有重视人权和环境成本,而电动汽车电池正是问题的关键。电动汽车电池中含有一些稀有金属,这些金属大多来自地球上最贫穷、生态环境最恶劣的地方,此外,配备上电池后的汽车有可能重达3000公斤左右。

人们不断地进行生态创新,为保护地球环境付出了不懈努力。以下的五个早期阶段介绍了一些相关信息。

 采矿:拯救含水层

人们获取电池原金属时可能会破坏环境、侵害人权。全球超过一半的钴供应来自刚果民主共和国,其中20%是手工开采的。而手工开采中,有一部分则是来自刚果当地的童工。为了贪图“省事”,某公司直接将生产废液排入厂外河沟,导致水样检测总铜超标2959倍,严重污染了水资源。

2021112709573159

金属锂是电动汽车电池中不可或缺的一种成分。它是一种稀有金属,一般从陆地沉积物或地下蓄水层中提取。人们从地下蓄水层中提取锂时,会把大量含盐地下水抽到地表,放入一个湖泊大小的巨大水池中蒸发,从而完成金属的提取。法国金属公司Eramet正在试验一种基于“纳滤”的替代方法,该方法通过天然矿物颗粒过滤地下水,提取金属锂后将水抽回含水层。该公司已在该项目上投资2亿欧元(1.45亿英镑),包括在阿根廷萨尔塔建造一个工作基地。Eramet负责战略和创新的执行副总裁菲利普·冈德曼(Philippe Gundermann)表示,由于金属锂产出率高达90%,几乎是行业平均水平的两倍,导致公司扔弃了较少的纯锂。该公司最近还宣布将在阿根廷建造一座新的锂工厂,以满足欧洲人群的锂需求。

设计:走向模块化

不管是电子产品,还是电动汽车,都会面临老化的问题。从现在到2030年,人们废弃的电动汽车预计将产生1200万吨电池废料。总部位于米德兰的英国初创公司Aceleron考虑到了这一点,决定将电动汽车电池去模块化,就像荷兰Fairphone公司为智能手机的电池组去模块化一样。电池的关键部件,包括阴极、阳极、分离器、冷却系统、保险丝、组装硬件等,都有不同的寿命。而大多数电池都是胶合在一起或焊接在一起的,因此就算只有一个部件破损,也很难处理。

Aceleron的替代方案是通过压缩来减少粘合组件的需要,从而更容易拆卸电池组进行维修、保养或更换部件。联合创始人卡尔顿·康明斯(Carlton Cummins)说:“如果电池耐用,它的寿命有可能延长10年。”。因此,Aceleron计划将其电池系统用于卡车和全地形车,目前已达成协议。

2021112709583162

再利用:储存能源

电动车电池性能也会有下降的时候,有时电量不足以往返250公里,但这不代表它们毫无用处。纽卡斯尔公司Connected Energy将旧的电动汽车电池组装成固定式储能装置。该公司首席执行官马修·卢姆登(Matthew Lumsden)表示:“我们几乎完全按照原装使用电池。” 该装置中的每个电池都连接到一个计算机系统,该系统监控温度水平和能量可用性,并管理充电和放电速率。

Connected Energy在英国和欧洲的工业场地上有十几台再生发电机组,并计划在未来几个月内将这一数量翻一番。卢姆登预计,他的解决方案将从2025年开始实施,届时首次驾驶电动汽车的驾驶员将会重新改装汽车电池,以产生更多新电池供人们使用。兰开斯特大学(Lancaster University)未公开的研究表明,互联能源的存储系统每提供一兆瓦时,就可节省约1100吨二氧化碳。

2021112709593250

回收利用:低能耗冶炼

电动汽车电池性能水平不足以再改装利用时,回收就成为了最可行的选择。大多数电动汽车使用锂离子电池。然而,锂不仅具有极高的挥发性,容易引起火灾,而且,电池中所含的锂相对较少。

总部位于比利时的Umicore是一家由冶炼公司转变为“城市矿工”的服务全包业。Umicore开发了一种先进的回收系统,即将核心部件熔化成金属合金(包括铜、镍和钴)和精矿(含锂和其他稀有元素)。该公司发言人Marjolein Scheers表示,核心部件熔化时,电池本身、有机材料,以及燃烧过程中产生的有害气体,都会释放大量热量,这意味着达到熔炼所需温度并不需要多少额外能量。

2021112710003182

Umicore位于安特卫普Hoboken区的工厂每年可回收35000节电动汽车电池,成为世界上最大的工厂之一。Marjolein Scheers还说,低冲击电池回收对于降低可充电电池材料的碳足迹至关重要,并且,收集回收相关信息有利于推动向电动汽车的转变。

透明原则:电池通行证

目前,全球电池联盟(GBA)的项目目标是,让进入展厅的电动汽车购买者不仅能了解一次充电的行驶里程和行驶60公里所需的时间,还能了解汽车到达前的行程细节。明年年底,世界经济论坛负责的公私倡议将发行一款电池“通行证”。

电池“通行证”这一数字工具具有一定的寿命,有望用于追踪社会和环境的风险管理。然而,用于矿产开采中可能会侵犯人权。GBA执行董事安娜·皮纳尔(Anna Pienaar)表示,公司允许客户自愿选择使用通行证,即决定是否允许监管机构追踪电动汽车电池对环境和人权的影响。

 

本文来自投稿,不代表前途科技立场,如若转载,请注明出处:https://accesspath.com/tech/5699564/

(0)
吴菲宇的头像吴菲宇
上一篇 2021年11月27日 下午3:29
下一篇 2021年11月28日

相关推荐

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注