鋰離子電池廢物流正在全球范圍內不斷增長。歷史上，這些廢物流來自便攜式電子設備和充電電子設備，2016年達到3300噸。

但回收利用率僅為2%左右。在過去幾年中，電網(wǎng)和離網(wǎng)可再生能源儲存市場部門（從住宅到大規(guī)模電網(wǎng)應用）一直在快速增長。此外，電動汽車市場也有增長，預計未來幾十年將迅速擴張。

英聯(lián)邦科學和工業(yè)研究組織（CSIRO）最近的一份題為“澳大利亞鋰電池回收”的報告指出了鋰離子電池的可回收資源及其為國家?guī)淼臋C遇。該報告的研究小組負責人AnandBhatt解釋了迫在眉睫的問題的規(guī)模，以及將電池回收轉化為盈利業(yè)務需要克服的挑戰(zhàn)：

澳大利亞地廣人稀，不利于從人口密集的首都以外收集和運輸廢物。并且澳大利亞在陸上處理鋰離子電池的能力也很有限。

從歷史上看，澳大利亞已將大部分電池運輸?shù)胶Ｉ咸幚怼＿@是一個適合低收集量的選擇，然而，當預期的130000個廢物流來自電動汽車和光伏應用，并考慮到最近報告的運輸火災由于廢鋰電池，這不再是一個理想的解決方案。這種大量的廢物和海上運輸/運輸?shù)睦щy是目前提高我們陸上回收能力的驅動因素之一。

電池回收的主要挑戰(zhàn)

收集、運輸和儲存有關的安全風險是回收鋰電池會遇到的問題。雖然電池可能被視為壽命終止，但它仍然在電池殼中包含一些能量。通常情況下，當使用了70-80%的初始儲能容量時，制造商會對電池進行評級，使其達到使用壽命結束——在當前技術下，設備可能無法在此點之外正常工作，因此需要新電池。如果處置的電池被刺穿或短路，剩余的能量可以迅速釋放，并可能引起火災。這在含有其他廢物流的廢物再處理中心以及電池狀況未知的地方可能存在問題。此外，對于鋰電池，在負極中使用過渡金屬氧化物，這些火災很難撲滅。

消費者教育需要更廣泛更深入的推進，以促進鋰電池的回收利用，避免大量鋰電池進入垃圾填埋場。澳大利亞的一些州和地區(qū)實施了垃圾填埋禁令，并開始了教育和宣傳活動。像澳大利亞電池回收計劃這樣的組織已經(jīng)發(fā)布了消費者和行業(yè)指南，向公眾和行業(yè)宣傳如何回收鋰電池。這些計劃需要建立在未來推動行為改變的基礎上，以確保一種循環(huán)而非處置的文化。

最后，缺乏符合行業(yè)特定要求的電池標簽可能會在收集、分類和回收過程中造成混合廢物流問題。有些鋰電池在形狀和形式上與其他鋰電池相似，例如，包含不同化學成分的鉛酸電池，如果混合到鉛酸廢物流中，在回收過程中會產(chǎn)生重大的安全問題或化學不相容問題。

如果做到了有效的回收利用，這將可以通過為資源生產(chǎn)提供增值投入來幫助鋰產(chǎn)業(yè)。例如，如果電池中的鋰被收集起來并轉化成碳酸鹽，這會給開采出來的碳酸鹽增加額外的體積。一些礦業(yè)公司已經(jīng)在探索電池回收如何提供這種寶貴的原料。同樣，電池中的其他材料也可以回收并重新利用。鋰電池的回收利用應有助于鋰行業(yè)，避免通過生產(chǎn)類似的電池制造資源進行競爭。

電池技術的進步是推動電池回收利用的催化劑

電池回收的重點是回收所選材料，如鈷、鋰、銅和鋁，因為這些具有很高的價值。目前的回收技術是一種專門為鈷或鋰等成分設計的化學提取工藝。傳統(tǒng)上，鋰電池由鋰鈷氧化物正極和石墨負極組成。最近，許多化學物質被用于正極端子，如磷酸鐵鋰、鎳錳鈷鈷氧化物、鎳鈷鋁氧化物和鋰錳氧化物。對于負極端子，最新的成分可能是石墨、鈦酸鋰、錫鈷合金、硅等。這可能會在專門為一種特定元素設計萃取工藝時造成問題，額外的元素/化學物質可能會導致污垢或副反應問題，從而降低萃取效率，或引起其他問題。

第二個問題是電池的進步會降低回收的經(jīng)濟性。例如，磷酸鐵鋰電池不含高價值鈷，這是循環(huán)利用的主要經(jīng)濟驅動因素之一。

最后，采用鋰硫的新興鋰電池技術，由于其更高的儲能能力，正被積極研究用于電動汽車，不適合于現(xiàn)有的回收廠。硫對循環(huán)利用的經(jīng)濟價值很低，這些電池中的鋰金屬暴露在空氣和濕氣中會導致問題。為了應對這些新型電池所帶來的挑戰(zhàn)，需要研究新的回收技術。