Công nghệ và cơ sở hạ tầng tái chế ắc quy xe điện đã phát triển nhanh chóng trong thập kỷ qua, với các doanh nghiệp mới nổi lên để giúp tránh một tương lai nơi pin xe điện hết hạn sử dụng chất đống trong các bãi chôn lấp, ngấm chất nhờn xanh vào đất và giải phóng hơi độc vào môi trường. không khí.

Một chu kỳ khép kín đã diễn ra với khối lượng lớn đối với các thương hiệu như BMW, Mercedes, Honda, Jaguar và Land Rover, nhờ các công ty được trang bị hàng loạt bằng sáng chế và hàng chục triệu đô la liên bang. kinh phí(Mở ra trong một cửa sổ mới).

Để một chiếc xe điện đủ điều kiện nhận khoản tín dụng thuế liên bang trị giá 7.500 đô la vào năm 2023, 40% khoáng chất chính của pin phải được khai thác hoặc tái chế ở Bắc Mỹ. Ajay Kochhar, Giám đốc điều hành của công ty tái chế pin Li-Cycle, nói với PCMag: “Chính sách tập trung vào vấn đề này thực sự thú vị. “Bốn năm trước, mọi người sẽ nói, ‘tái chế pin, đó là gì?’ Nhưng bây giờ nó là chủ đạo.”

Chọn khoáng chất bên trong pin—chủ yếu là coban, lithium, mangan và niken—đắt, có hạn và phần lớn được mua từ các công ty nước ngoài. Tái chế có thể làm giảm chi phí của pin (và của chính phương tiện), rút ​​​​ngắn chuỗi cung ứng và tạo việc làm trong nước đồng thời giảm nhu cầu khai thác nhiều hơn từ trái đất—một ví dụ hiếm hoi về kinh doanh đáp ứng chủ nghĩa môi trường có nghĩa là tái chế xe điện có thể xảy ra ở đây ở lại.

Để có cái nhìn bên trong về cách thức hoạt động của quy trình, PCMag đã trò chuyện với Kochhar và Mike O’Kronley, Giám đốc điều hành của yếu tố thăng thiên(Mở ra trong một cửa sổ mới)một nhà tái chế pin lớn khác của Hoa Kỳ.

Tái sử dụng các bộ phận và pin ô tô không phải là mới

Cũng độc đáo như ngành kinh doanh tái chế xe điện, việc tái sử dụng các bộ phận xe hơi không phải là một ý tưởng mới lạ. Phần thân của hầu hết các phương tiện lưu thông trên đường ngày nay sử dụng phần lớn thép tái chế từ các phương tiện bị tạm giữ.

O’Kronley của Ascend Element cho biết: “Tất cả các ô tô về cơ bản đều bị nghiền nát và cắt nhỏ, sau đó tất cả thép đó được tái chế và trở lại thành ô tô mới”. “Ngành công nghiệp đó đã có rồi. Và vì vậy thứ cần phát triển là tái chế kim loại trong pin lithium-ion [to] đưa chúng trở lại chuỗi cung ứng. Đó là những gì chúng tôi đang làm.”

Chỉ khoảng 20-30% thiết bị điện tử tiêu dùng, từ điện thoại đến máy tính xách tay, được tái chế “vì nó phụ thuộc vào người tiêu dùng để đưa chúng vào,” Kochhar của Li-Cycle cho biết. “Đối với pin xe điện, tôi nghĩ chúng ta có thể tái chế 80-90% khá nhanh. Đó là B2B nhiều hơn để những chiếc ô tô dễ dàng đi vào các kênh tái chế đã được thiết lập.”

O’Kronley cho biết các khoáng chất có giá trị cao bên trong pin EV cũng “có thể tái chế vô hạn”. Hiệu suất của chúng không suy giảm theo thời gian vì chúng là các nguyên tố cơ bản—ngay lập tức có trong bảng tuần hoàn hóa học trong lớp hóa học: Li, Co, Ni, Mn. Quá trình tái chế thu hồi chúng ở dạng bột được gọi là “khối đen”, sau đó làm trẻ hóa nó giống như làm xù một chiếc gối.

Nhận thấy cơ hội phục hồi và bán lại các khoáng chất này, Ascend Elements đã mở cửa hàng vào năm 2015, tiếp theo là Li-Cycle vào năm 2016. Một cửa hàng lớn khác, Nguyên liệu gỗ đỏ(Mở ra trong một cửa sổ mới), khai trương vào năm 2017, do một người đồng sáng lập Tesla đứng đầu. Ba công ty này—chỉ là một vài trong số nhiều(Mở ra trong một cửa sổ mới)—điều hành gần chục cơ sở kết hợp, chủ yếu ở Hoa Kỳ.

Phát minh ra các phương pháp tái chế pin xe điện mới

Các cơ sở này tiếp nhận pin từ nhiều nguồn: xe hết hạn sử dụng, thu hồi pin, sản phẩm lưu trữ năng lượng cũ và phế liệu sản xuất.

Kochhar nói: “Nếu bạn bước vào nhà kho của chúng tôi ngày hôm nay, nó giống như một biển pin”. “Chúng tôi có khoảng 50% gói pin EV đầy đủ, 25% pin lưu trữ năng lượng, sau đó là phế liệu sản xuất và điện tử tiêu dùng đang tăng nhanh.”

Nguồn nguyên liệu lớn nhất của Ascend Elements là phế liệu sản xuất. O’Kronley nói: “Giống như khi bạn nướng bánh quy, có bột thừa bên ngoài khuôn cắt bánh quy mà lý tưởng nhất là bạn không muốn vứt đi”. “Bạn muốn tái sử dụng nó.”

Để thu gom phế liệu dễ dàng, cả hai công ty đều có cơ sở gần các nhà sản xuất ô tô lớn. Li-Cycle có một nhà máy ở Alabama gần nhà máy Mercedes-Benz và một nhà máy khác gần Volkswagen ở Ontario, Canada. Cơ sở Ascend Elements ở Kentucky nằm gần một nhà máy sản xuất pin lớn của Ford.

“Chúng tôi lấy pin và đặt chúng vào một máy hủy tài liệu rất lớn,” O’Kronley nói về quy trình của Ascend Elements. “Nó được nghiền thành các mảnh nhỏ và các mảnh đi qua một màn hình, giống như một cái sàng, vì vậy mọi thứ thực sự nhỏ hoặc bột đều rơi xuống đáy.”

Các mảnh lớn hơn—như nhôm, đồng, nhựa và thép—được tách ra. “Chúng tôi tái chế mọi thứ từ gói,” anh nói.

Tuy nhiên, khối đen vẫn là trọng tâm của quá trình. Cả hai công ty đều có nhiều bằng sáng chế về các quy trình phục hồi và chuẩn bị khối đen để sử dụng trong pin mới. Kochhar nói: “95% hoặc nhiều hơn các vật liệu bạn đưa vào có thể tái chế, nhưng 10-15% khối lượng của pin cho đến nay là có giá trị nhất.

Được giới thiệu bởi các biên tập viên của chúng tôi

Cách tái chế đồ điện tử của bạn

Bạn sẽ trả bao nhiêu cho pin EV tốt nhất?

Các nhà sản xuất ô tô đang chuyển sang sử dụng pin EV rẻ hơn, nhưng có một sự đánh đổi lớn

Phần có giá trị nhất đó đến từ cực âm. Tất cả các loại pin đều có hai thành phần chính: cực âm và cực dương. Năng lượng chảy giữa chúng để tạo ra năng lượng. Cực dương được cấu tạo hoàn toàn bằng than chì giá rẻ, nhưng cực âm mới là nơi chứa tiền: nó chứa coban, liti, mangan và niken.

Tháng trước, Ascend Elements đã mở(Mở ra trong một cửa sổ mới) một nhà máy mới ở Georgia, một trong những nhà máy lớn nhất ở Bắc Mỹ. Nó có thể xử lý tới 70.000 pin EV mỗi năm trong khi giảm tới 90% “lượng khí thải carbon của vật liệu catốt pin xe điện mới”, Ascend Elements cho biết.

Cuối năm nay, Li-Cycle sẽ mở cơ sở lớn nhất từ ​​trước đến nay tại Rochester, New York. Khu đất rộng 65 mẫu hiện đang được xây dựng, nhưng “sẽ có khả năng xử lý 35.000 tấn khối đen hàng năm, với vật liệu pin tương đương với khoảng 225.000 EV,” Li-Cycle nói(Mở ra trong một cửa sổ mới).

‘Không phải mọi hoạt động tái chế đều bình đẳng’: Các phiên bản kém bền vững hơn

Một số phương pháp trích xuất khối đen từ pin cũ ít thân thiện với môi trường hơn. “Không phải tất cả quá trình tái chế đều như nhau và có nhiều bước trong quá trình xử lý trước và sau,” Kochhar nói.

Học hỏi từ các ngành tái chế khác, một số nhà tái chế đã cho pin xe điện vào một lò đốt lớn để đốt cháy lớp vỏ bên ngoài và để lại khối đen. Quá trình sử dụng nhiều năng lượng này “để lại cho bạn một số khí thải khá khó chịu có thể gây ung thư,” Kochhar nói.

Cả Ascend Elements và Li-Cycle đều không sử dụng nhiệt trong quá trình của chúng. Redwood Materials vẫn làm được, ít nhất là một phần, nhưng bất chấp điều đó vẫn còn chỗ cho điều đó trong một ngành công nghiệp đang phát triển với nhiều việc phải làm hơn là cơ sở vật chất để làm việc đó.

“Chúng tôi là những người hâm mộ Redwood, chúng tôi là những người hâm mộ Li-Cycle, bởi vì vấn đề mà chúng tôi đang phải đối mặt có phạm vi quá lớn mà không một công ty nào có thể giải quyết được,” Thomas Frey, giám đốc tiếp thị và tiếp thị cấp cao cho biết. thông tin liên lạc tại Ascend Elements. “Vì vậy, giống như chúng tôi cần nhiều nhà sản xuất pin và nhiều công ty ô tô, chúng tôi cần nhiều công ty tái chế pin. Hiện tại, chúng tôi không có cơ sở ở Mỹ để tinh chỉnh và tạo ra tất cả các vật liệu chúng tôi cần.”

Thật khó để tính toán tổng số pin EV được tái chế, vì quá trình này diễn ra sau cánh cửa đóng kín giữa các công ty tư nhân. Thêm vào đó, một số nhà sản xuất ô tô muốn giữ bí mật về các hoạt động tái chế xe điện của họ, Frey nói. Đối với họ, nó giống như một bí mật thương mại; một vụ hack chuỗi cung ứng.