Pin EV có chứa hóa chất phức tạp và nhiều loại vẫn sử dụng kim loại quý trong các thành phần của chúng. Pin cồng kềnh, nặng và - ở thời kỳ đầu của xe điện - cực kỳ tiêu tốn năng lượng để sản xuất. Phần lớn nợ carbon của EV đến từ việc sản xuất pin của nó.
Kết quả là, nếu xe điện thực sự tốt hơn xe ô tô chạy bằng xăng hoặc dầu diesel trong toàn bộ vòng đời của chúng - từ khi tạo ra đến thải bỏ - thì việc tái chế hoặc tái sử dụng pin lithium-ion là điều cần thiết. Theo các nhà nghiên cứu từ Đại học Leicester và Nottingham, đó là một vấn đề đang được giải quyết lúc này với hơn 250.000 tấn linh kiện pin thải được tạo ra trên mỗi triệu xe điện chạy đến cuối vòng đời của chúng theo các nhà nghiên cứu từ Đại học Leicester và Nottingham.
Tuy nhiên, rất nhiều tiến bộ đang được thực hiện và ở đây chúng ta cùng xem xét cách biến pin EV từ phế thải thành nguyên liệu thô hữu ích.
Trước hết, hơn 90% pin EV có thể được tái chế (gần 100% trong hầu hết các trường hợp) theo Veolia. Điều duy nhất có thể làm giảm con số này là tính kinh tế vì chỉ các bộ phận của pin EV mới mang lại lợi nhuận cho một công ty tái chế. Tuy nhiên, với quy định, các công ty có thể được yêu cầu tối đa hóa những gì thu hồi được và điều này đã được thấy qua những điều như Chỉ thị về pin của Liên minh Châu Âu, nghĩa là ít nhất 50% pin phải được tái chế.
Thứ hai, có rất nhiều công ty ở Anh và trên khắp các thị trường xe điện lớn nhất đã dành riêng cho việc tái chế pin. RSBruce - một công ty thu hồi kim loại quý lâu đời - đã mở một cơ sở chuyên dụng để giải quyết vấn đề lãng phí pin của Vương quốc Anh. Công ty của Pháp, Veolia, vừa thông báo rằng họ sẽ có một cơ sở có khả năng tái chế 20% chất thải pin EV của Vương quốc Anh vào năm 2024. SYNETIQ, một công ty tái chế khác có trụ sở tại Vương quốc Anh, đã mở cơ sở sản xuất pin hết tuổi thọ chuyên dụng đầu tiên của mình. năm. Nhiều người khác đang trên đường đến.
Thứ tư, bản thân các nhà sản xuất đang bắt đầu nắm quyền sở hữu đối với hoạt động tái chế. VW đã mở một nhà máy thí điểm ở Salzgitter, Đức, tái chế 3600 hệ thống pin mỗi năm. Renault đang tái chế gần như tất cả pin EV của mình - thông qua việc tháo dỡ hoặc sử dụng đời thứ hai. GM ở Hoa Kỳ đang đặt mục tiêu tái chế tới 100% vật liệu có thể thu hồi từ pin xe điện vào năm 2025 và tất cả các nhà sản xuất xe điện khác đang đầu tư vào các sáng kiến.
Cuối cùng, và như đã đề cập ở trên, tái chế không chỉ là việc tháo dỡ pin. Renault, BMW, Nissan, Volkswagen - và các nhà sản xuất xe điện khác - đều đang đầu tư vào các dự án tái sử dụng pin xe điện "đã qua sử dụng" để sử dụng cho việc lưu trữ và cung cấp năng lượng, với các bộ lưu trữ di động của Renault. Được gọi là 'đời thứ hai', đây là một cách hiệu quả để sử dụng pin vẫn có thể sử dụng được, nhưng không phải cho nhu cầu của xe điện.
Có một số cách khác nhau để tái chế pin EV với các phương pháp hiệu quả hơn, sạch hơn và năng suất cao hơn luôn được phát triển. Trong mọi trường hợp, vật liệu mà các công ty tái chế thực sự muốn là các kim loại có giá trị như lithium, niken và coban vì chúng có thể được tái sử dụng trong các loại pin mới và cũng khó thải bỏ do tính độc hại của chúng.
Việc tái chế ít hiệu quả nhất và cơ bản nhất là tháo dỡ thông qua băm nhỏ. Vật liệu cực dương và cực âm của pin theo đúng nghĩa đen được đưa vào một máy hủy công nghiệp để giảm chúng thành 'khối đen' - một loại bột được tạo thành từ cả chất thải và các chất mong muốn. Sau đó, nó được xử lý bằng cách nấu chảy trong lò - phương pháp kém hiệu quả nhất, bẩn nhất và lãng phí nhất - hoặc luyện kim thủy lực. Quá trình này sử dụng các dung môi và axit khác nhau để làm cho các vật liệu quý tách ra khỏi khối đen, mặc dù quá trình này rất tốn nước và tạo ra chất thải độc hại.
Trong khi các phương pháp trên được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, các phương pháp mới, ít carbon và hiệu quả hơn đang được cải tiến. Trung tâm nghiên cứu ReCell ở Hoa Kỳ đã đi tiên phong trong một phương pháp mới được gọi là 'nổi bọt'.
Đó là một quy trình đã được sử dụng trong ngành khai thác trong hơn một thế kỷ để tách các loại quặng khác nhau tùy thuộc vào việc chúng nổi hay chìm. Trong khi các vật liệu làm catốt thường chìm và khó tách rời, việc đưa vào một hóa chất làm nổi oxit coban mangan lithium niken giúp quá trình phân tách dễ dàng hơn và không ảnh hưởng đến hiệu suất hoặc độ tinh khiết của vật liệu catốt.
Hầu hết các phương pháp khôi phục hiện tại đều hy sinh chất lượng và do đó ít được sử dụng để chế tạo pin EV mới. Quá trình nổi bọt, đang được tiên phong bởi cơ quan tái chế pin của Hoa Kỳ, Trung tâm ReCell, cho phép nhiều sản phẩm tái chế quay trở lại dây chuyền sản xuất pin mới, cải thiện thông tin về môi trường và tác động đến chi phí bằng cách giảm nhu cầu nguyên liệu thô từ khai thác.
Veolia, công ty sắp mở nhà máy mới ở West Midlands, đang sử dụng một quy trình mà họ gọi là 'khai thác thành thị'. Nghe có vẻ lạ mắt nhưng thực chất đây chỉ là cách thu hồi nguyên liệu pin quý bằng các phương pháp hiện có. Thuật ngữ này có ý nghĩa riêng khi mô tả cách tái chế các loại pin hiện có sẽ làm giảm nhu cầu khai thác nguyên liệu thô. Veolia tính toán rằng bằng cách tái chế - hay còn gọi là 'khai thác đô thị' - nó có thể giảm đáng kể lượng nước được sử dụng trong sản xuất pin và cắt giảm khoảng 50% lượng khí thải nhà kính từ quá trình sản xuất.
Mặc dù hơn 90% thành phần của hầu hết các loại pin lithium-ion hiện tại có thể được tái chế, như được trình bày ở trên, các quy trình mà điều này xảy ra không hề đơn giản. Những gì một số nhà sản xuất pin và các chuyên gia hiện đang làm là thiết kế khả năng tái chế thành các tế bào ở giai đoạn sản xuất. Việc suy nghĩ lại về pin sẽ giúp việc sử dụng lại chúng dễ dàng và sạch sẽ hơn khi hết thời gian sử dụng.
Một yếu tố khác là sự chuyển động ngày càng tăng theo hướng loại bỏ coban khỏi quá trình hóa học trong pin. Điều này sẽ đơn giản hóa quá trình tái chế và giảm độc hại của nó. Ví dụ, Stellantis đang tìm cách sản xuất pin mới, không chứa coban vào năm 2024. Nissan cũng đang làm như vậy để giảm chi phí và cải thiện hiệu suất, và hầu hết các nhà sản xuất ô tô lớn khác cũng đang đi theo hướng đó.
Gã khổng lồ về pin toàn cầu, CATL, đang tìm cách loại bỏ hoàn toàn lithium. Nó đang làm việc trên pin natri-ion - thứ có thể cắt giảm chi phí của pin nhờ lượng natri dồi dào và dễ khai thác. Có những thỏa hiệp, trong đó pin natri-ion thường có mật độ năng lượng thấp hơn so với pin lithium-ion. Mặt khác, chúng có tuổi thọ cao hơn, có thể được sạc nhanh hơn, hoạt động tốt ở nhiệt độ mát và ít bị cháy hơn.
Cuối cùng, việc tái sử dụng pin sẽ phát triển đáng kể. Cái gọi là 'nền kinh tế vòng tròn' đang được các nhà sản xuất tạo ra thông qua các sơ đồ vòng đời thứ hai mà chúng tôi đã đề cập ở trên. Tesla có kế hoạch tái chế pin để giảm yêu cầu về vật liệu mới khai thác xuống gần như không. Theo CTO, JB Straubel:“Tesla đang phát triển thêm các quy trình để cải thiện việc tái chế pin nhằm lấy lại nhiều nguyên liệu hoạt động hơn. Những gì chúng tôi muốn là một vòng lặp khép kín tái sử dụng các vật liệu tái chế giống nhau. ”
Một số người hoài nghi về EV sẽ chỉ vào những viên pin đã qua sử dụng và nói rằng đó là một thảm họa lãng phí trong quá trình sản xuất nhưng thực tế không phải như vậy. Cuối cùng, mặc dù pin chứa các vật liệu mà các nhà sản xuất xe điện muốn có và điều đó sẽ làm giảm chi phí của họ, việc tái chế sẽ phát triển mạnh mẽ. Ngoài ra, các chính phủ gần như chắc chắn sẽ điều tiết ngành công nghiệp để đảm bảo rằng bãi rác được giữ ở mức tối thiểu và các hóa chất nguy hiểm được xử lý đúng cách.
Điều quan trọng cần nhớ trong tất cả những điều này là tất cả các loại pin EV hiện đại sẽ có tuổi thọ hữu ích ít nhất là 10 năm. Hầu hết các nhà sản xuất EV đều đảm bảo các tế bào của họ trong khoảng thời gian dài và ít nhất 100,00 dặm. Chúng tôi đã thấy các ví dụ về một số xe điện, chẳng hạn như Tesla Model X, tích lũy hơn 400.000 dặm trên các ô gốc. Hơn nữa, khi và khi nào cần sử dụng pin mới, việc thay thế nó là một quá trình tương đối đơn giản. Thậm chí có một ngành công nghiệp đang phát triển của các công ty độc lập (chẳng hạn như Cleevley EVs) trang bị thêm hệ thống quản lý điện tử và pin mới hơn, lớn hơn và hiệu quả hơn cho những chiếc xe điện cũ hơn với Nissan LEAF thế hệ đầu tiên hiện có pin 60 + kWh và điện tử điện hiện đại, cả hai đều kéo dài tuổi thọ của chúng và cải thiện trải nghiệm của chủ sở hữu.
Làm thế nào để AI có thể hỗ trợ cơ học trong bảo dưỡng phương tiện
Pin ô tô điện dùng được bao lâu?
Điều gì cần tìm ở pin ô tô
Làm cách nào để tra cứu lịch sử dịch vụ ô tô trực tuyến?