リチウム鉄電池のリサイクル: リチウム鉄電池の処分方法

6,669 発行者 BSLBAT 2020年04月02日

電気自動車の人気が爆発的に高まるにつれ、電気自動車の動力源として使用された使用済みのリチウム鉄電池の山も爆発的に増えています。業界アナリストは、2020年までに中国だけで約50万トンの中古品が生産されると予測している。リチウムイオン電池、そして2030年までに、世界は年間200万トンに達するでしょう。

これらの使用済みバッテリーを処分する現在の傾向が変わらない場合、たとえリチウム鉄バッテリーがリサイクルできたとしても、これらのバッテリーのほとんどは最終的に埋め立て地に送られる可能性があります。これらの人気の電源ボックスには、リサイクル、加工、再利用できる貴重な金属やその他の材料が含まれています。しかし、今日ではリサイクルはほとんど行われていません。例えば、連邦科学産業研究機構（CSIRO）の環境科学者ナオミ・J・ボックスオール氏によると、オーストラリアではリチウムイオン電池のわずか2～3％が回収され、リサイクルのために海外に送られているという。欧州連合と米国の回収率 (5% 未満) はそれほど高くありません。

「リチウム鉄電池のリサイクルが一般に受け入れられない理由はたくさんあります」とアルゴンヌ国立研究所のリンダ・L・ゲインズ氏は言う。材料とライフサイクル分析の専門家であるゲインズ氏は、その理由には技術的制約、経済的障壁、物流問題、規制のギャップなどが含まれると述べた。

数ある充電式電池の中でも、リチウムイオン電池他のタイプの充電式バッテリーよりも多くのエネルギーを供給できるため、最も人気があります。また、ニッケル水素電池などの古い電池よりもはるかに優れた充電保持能力を備えています。利便性と充電機能のおかげで、リチウム二次電池ここに滞在するようです！

では、リチウム鉄電池が加工されたらどうすればよいでしょうか?

リチウム鉄電池は捨てても大丈夫ですか？

使い捨ての非充電式電池はゴミ箱に捨てることができますが、リチウム鉄電池は使用しないでください。これらのバッテリーには有毒物質が含まれており、埋め立て地に捨てられると私たちの健康と環境を危険にさらす可能性があります。リチウム鉄電池を廃棄する場合は、信頼できるリサイクルセンターに持ち込む必要があります。

リチウム鉄電池はリサイクルできますか?

はい、ただし通常の青色のリサイクル箱には入れられません。リチウム鉄電池の内容物は他のほとんどの種類の電池よりも毒性が低いため、リサイクルが容易です。ただし、リチウムは反応性の高い元素です。これらのバッテリーには可燃性の電解質が含まれており、爆発を引き起こす可能性のある加圧された内容物が含まれています。

これは、リチウム鉄電池が紙や段ボールに囲まれてドライリサイクルトラックの後部に駐車されている場合に特に危険です。特に夏場のストレスや暑さは、火花や火災の原因となることがあります。実際、リチウム鉄電池はリサイクルトラックで最も一般的な発火剤の 1 つです。

Recycling lithium-ion batteries

リサイクルのメリット

電池の専門家や環境活動家は、リチウム鉄電池をリサイクルする多くの理由をあげています。リサイクルされた材料を使用して新しいバッテリーを製造できるため、製造コストが削減されます。現在、これらの材料は電池コストの半分以上を占めています。近年、最も一般的な 2 つのカソード金属、最も高価なコンポーネントであるコバルトとニッケルの価格が大幅に変動しています。コバルトとニッケルの現在の市場価格は、それぞれ、1 トンあたり約 27,500 ドルと 12,600 ドルです。2018年、コバルトの価格は1トン当たり9万ドルを超えました。

多くの種類のリチウムイオン電池では、リチウムやマンガンに加え、これらの金属の濃度が天然鉱石に含まれる濃度を超えており、使用済みの電池は高濃度の鉱石と同様になります。これらの金属を天然鉱石よりも高いコストと経済性で使用済みバッテリーから回収できれば、バッテリーと電気自動車の価格は下がるはずです。

潜在的な経済的利益に加えて、リサイクルは埋め立て地に入る物質の量も減らすことができます。中国科学院の汚染防止専門家孫志氏は、バッテリーに含まれるコバルト、ニッケル、マンガン、その他の金属がバッテリーのケーシングから簡単に漏れ出て、土壌や地下水を汚染し、生態系や人間の健康を脅かす可能性があると述べた。。電池の電解液に使用される有機溶媒中のフッ化リチウム塩 (通常は LiPF 6) の溶液にも同じことが当てはまります。

バッテリーは寿命に悪影響を与えるだけでなく、バッテリーの製造前にも悪影響を与える可能性があります。アルゴンヌのゲインズ氏が指摘したように、リサイクルが増えれば、原材料の抽出が減り、それに伴う環境危険も減ります。たとえば、採掘では一部のバッテリー用の金属硫化鉱石を処理するために金属が必要ですが、これはエネルギーを大量に消費し、酸性雨を引き起こす可能性があるSO X を排出します。

バッテリー材料の採掘への依存を減らすことで、これらの原材料の消費も遅くなる可能性があります。ゲインズ氏とアルゴンヌ氏の同僚は、計算手法を使用してこの問題を研究し、バッテリー生産の増加が 2050 年までに多くの金属の地層埋蔵量にどのような影響を与えるかをシミュレーションしました。研究者らはこれらの予測を「複雑で不確実」であると認識しており、研究者らは世界のリチウムとニッケルの埋蔵量が大幅に減少していることを発見しました。バッテリー生産の急速な成長を維持するには十分です。しかし、電池製造により世界のコバルト埋蔵量は10％以上減少する可能性がある。

リチウムイオン電池のリサイクル材料は電気輸送の発展の鍵です
将来的には、バッテリーパックは鉱業だけから供給されるわけではありません。これらは、産業副流をリサイクルして利用するアプリケーションから得られたものでなければなりません。これらの材料をリサイクルできる能力は、電気自動車の成長を促進します。

入手可能性が限られており、採掘による環境への影響は、ライフサイクル全体を通じてバッテリー使用による環境への影響を軽減するには、これらの希少元素をバッテリー製造にリサイクルすることが重要であることを意味します。

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