锂电池在电子设备中已变得异常流行，并且强调这些电池的重量和尺寸意味着在其中捆绑的原材料数量不会太大。但这对于锂电池的其他日益普及的使用绝对不是这种情况：电动汽车。这些锂电池重达数百公斤，并包含大量原材料，其中一些原材料可能非常有价值。

然而，由于汽车电池市场的相对年轻，一个有组织的回收行业才刚刚发展，在回收变得普遍和经济之前，它面临着重大的技术障碍。在今天的《自然》(Nature)杂志上，一组研究人员研究了回收的可能方法，并考虑了如何在电动汽车的性能不再足以运行汽车后，从电动汽车中获得最大的价值。

回收之前

分析的作者预先弄清楚了一件事：锂离子电池的大部分成本都不在原材料中。取而代之的是制造成本，需要将这些原材料转变成可以在电池中起作用的东西，然后将它们变成具有耐用性，性能和安全性的结构。因此，拥有性能较低的电池比将电池拆开以获取其材料的价值更大。

锂电池的主要问题是容量会随着时间的流逝而损失。最终，这将导致依赖它们的任何车辆的射程减小。但是，即使相同的电池容量持续下降，即使该功能不足以支持电动汽车，它们也仍可以继续工作多年。与汽车相比，电网规模的蓄电对电池占用的空间量或电池重量都不敏感。这样一来，不再适合汽车使用的电池仍然可以在电网上正常工作。

因此，作者坚决主张，应将重用的优先级高于回收。尽管网格规模的存储相对很少见，但它正在增长，并且美国的许多州已强制要求其公用事业在未来几年内提供网格存储。考虑到锂电池驱动的车辆是相对较新的发展，并且使用其中的大多数电池将在几年内都不会达到使用寿命，因此这一时机相当不错。

也就是说，这是暂时的情况。电池最终将达到它们甚至无法用于电网存储的地步，而电动汽车的预期增长意味着，在未来几十年中，从汽车中拉出的电池数量将急剧增加。甚至在现在(很早就应该有很多处于使用寿命终止阶段的情况下)，作者还指出，一些锂电池已经进入金属回收设施，不当地处理它们会引起火灾。

因此，尽管这可能并不代表迫切的迫切需要，但开发处理大量锂电池所需的技术最终将至关重要。

无铅

铅酸电池的回收系统似乎表明处理锂电池应该不是问题。但是铅酸电池有许多简化方法，根本不适用于电动汽车电池。首先，它们都是以有限数量的格式制作的。通常，如果需要更大的电池，制造商会简单地连接许多标准尺寸的铅酸电池。

这完全不同于锂电池所发生的情况。作者重点介绍了特斯拉S型，宝马i3和日产Leaf的动力套件，它们的重量相差200公斤以上，并且形状明显不同。电池中的单个电池也具有不同的大小和形状，并且阴极的化学性质也不同。所有这些都排除了处理电动汽车电池的单个过程或自动化系统。

尽管如此，仍有很大的潜力来限制收集所需原材料的影响。每吨锂通常需要超过250吨矿石或750吨富含锂的盐水才能获得。相反，通过回收约250个汽车电池可以获得等量的锂。在我们期望在未来几十年内看到快速增长的过程中，这肯定无法使该行业可持续发展，但是随着电动汽车市场的成熟，它可以扮演越来越重要的角色。

然而，目前，一些电池化学物质依赖于钴，其供应有限且易变。这可能意味着回收利用的经济性将由对电池最终质量影响较小的因素驱动。

有害无废物

审查指出，电池可能会到达包含各种电量的回收中心，这可能对人员和设备造成危害。将一块半满的电池放电到电网上可以产生足够的电能来为房屋供电两个小时，因此实际上可以帮助抵消一些回收成本。或者，电力可以排放到水中，产生氢气和氧气。

一旦放电，问题便是是简单地切碎电池还是将其拆解。前者提供了低成本和高效率的时间，而后者则保留了更多原始形式的原材料。

切碎有可能使电池中的任何残留电荷短路，其中可能含有易燃的电解质。因此，最好在水下或惰性气氛下(目前更喜欢后者)进行。尽管可以进行粗分离，但使用碎电池进行的最简单的操作是将其放入熔炉中进行所谓的“火法冶金金属回收”。这将产生电池某些主要成分的金属合金，以及含有铝和锂的炉渣。诸如电解质和石墨电极之类的东西只会被燃烧，从而降低了该过程的总能源成本。

仍然需要对金属进行化学提纯，然后重新组成适合电池使用的化学物质。但是简单性有助于总体成本。

纯度和风险

拆卸在频谱的另一端。由于电池使用的结构不同，并且在工业化社会中的劳动力成本较低，因此电池组装仍是一项主要的手动任务。拆卸将是相反的。随着零件的去除，磁分离，过滤器和其他设备的组合将有助于产生相对纯净的单个成分流。但是，这不是一个完美的解决方案。有些东西，例如电极中的石墨，很难与它们所附着的金属集电器分离。一些材料也可能是有毒的，需要采取大量预防措施以防止暴露。

这样做的好处是最终会得到相对纯净的材料，这些材料已经以正确的化学形式用于电池。但是，当将这种材料重新装入电池时，存在这样的风险，即来自该过程的某些污染物会引起问题。另外，任何导致电池容量随时间降低的问题都可能迫使材料在使用之前进行大量的后处理。

在任何情况下，即使在我们能够解决之前要解决一些重大挑战的情况下，电池组件的重复使用绝对有潜力。幸运的是，这种情况很少见，因为我们有大量的交货时间，然后大量的废电池开始涌入回收中心。这意味着我们有足够的时间让化学家和工艺工程师着手寻找解决这些最大挑战的解决方案。