“净零”长期以来一直被视为缓解气候变化影响的重要目标。最近，在格拉斯哥举行的COP26峰会为实现这一目标奠定了框架。 一份由30多个国家政府签署的宣言指出，在主要市场，所有新生产的乘用车和轻型货车最迟将于2035年实现100%零排放；在世界其他地区，则最迟将于2040年实现这一目标。这凸显了电动汽车在实现2050年净零碳排放目标方面所发挥的关键作用。
电动汽车在减少交通领域碳排放方面的作用，还可从各国的国内政策中进一步体现出来：拜登政府已发布一项行政命令，要求美国在2030年前实现电动汽车销量占比达到50%。包括英国、挪威和新西兰在内的许多国家已开始推出全国性的激励措施，鼓励消费者转向电动汽车。据报道，截至2022年2月底，英国道路上已有超过42万辆纯电动汽车，而各项激励措施、市场压力以及针对高污染车辆的限制措施，继续推动着电动汽车行业的快速增长。
然而，如果要保持这一增长速度，该行业必须克服一个重大障碍。虽然电动汽车的大部分车身主要依赖于相对丰富的材料资源，但储能却完全是另一回事。 目前，电动汽车所用的电池使用寿命可达10至20年，但许多制造商仅提供5至7年的保修期。鉴于此，据估计，2021年至2030年间将有1285万吨电动汽车锂离子电池报废。
对原材料需求的增长已经对锂盐的价格产生了惊人的影响，而锂盐是当前电池的关键成分。标普全球大宗商品洞察（S&P Global Commodity Insights）估计，从2020年2月到2022年2月的两年间，碳酸锂的价格从每吨9,000美元上涨至55,000美元。 在电动交通需求持续增长以及其他储能应用（如与家用太阳能光伏系统配套的电池）日益扩大的推动下，加之智利和塞尔维亚因当地反对而导致预期采矿计划受阻，这一价格上涨可能大幅推高电池生产成本，进而可能放缓这些技术的普及速度。
开发能量密度更高、使用寿命更长的电池有望减少单位产品的材料消耗。因此，该领域的创新有望缓解电池产量增长对自然资源造成的部分压力。过去几十年间，该领域的发展势头日益强劲。 近期政策的调整将推动未来几年该领域实现更强劲的增长，福特、梅赛德斯-奔驰和大众等制造巨头纷纷涌入这一领域。尽管这无疑将极大推动电池技术的发展，但这可能仍不足以满足电动汽车日益增长的需求。
回收报废电池以提取有价值的原材料，将在满足需求方面发挥一定作用；鉴于供应紧张导致原材料成本高企，这种做法不仅在经济上将越来越可行，而且在社会和政治层面也将越来越具有吸引力。
2022年2月初，格拉恩科（Glencore）与英国伏特（Britishvolt）成立的合资企业宣布，计划在英格兰东南部建设一座年处理能力达10,000吨锂离子电池的回收厂。 该工厂预计将于2023年年中投入运营，将有助于填补英国回收市场目前的空白。一旦产能得到保障，回收技术的创新将在再生电池中具有高价值的材料成分方面发挥关键作用。
传统上，锂离子电池回收的方法包括对电极进行机械粉碎，然后用能够溶解粘合剂的化学蚀刻剂或溶剂处理粉碎后的材料。其他已知的回收方法还包括火法冶金和湿法冶金金属回收。
火法冶金工艺利用高温炉将组分金属氧化物还原成合金，通常无法回收电解液和塑料——这两者按重量计可能占电池总重量的50%。 重要的是，该工艺目前无法回收锂盐等有价值的成分。除了可回收材料种类有限外，该工艺还存在环境弊端（例如有毒气体的释放以及需要进行湿法冶金后处理），且能耗较高。
越来越多的创新企业和研究机构正在致力于改进电池回收工艺。开发安全且经济高效的电池材料回收利用方法，已被公认为实现交通领域可持续转型的关键因素。
法拉第研究所于2018年启动了ReLiB项目（电动汽车锂离子电池回收项目），该项目获得超过1400万英镑的资助，用于支持在伯明翰大学新建电池测试和存储设施。这些设施使伯明翰大学和莱斯特大学的研究人员得以开发出一种利用定向超声波的新型分离方法。 研究人员认识到，活性材料、粘合剂与集流体（或金属）之间的三组分相界至关重要，并且可以利用高功率超声波在该相界附近诱导空化现象。通过利用空化形成的气泡内爆，可在材料中诱导冲击波，从而在机械作用下将相界撑开，实现各层的物理分离，而无需任何化学反应。 利用空化效应——而非单纯的超声波振动——能在相界处产生更强劲、更集中的作用力，从而将材料撕裂分离。
从实际操作来看，将电极片（即与集流体结合的电极材料）在水槽中移动，并利用特殊布置的超声探头在电极材料、粘合剂和集流体材料的交界处诱导空化现象——剥离的电极材料会浮到水面，可轻松舀出，留下干净的集流体（例如金属箔）。 该过程无需高温或蚀刻酸。此外，还可以通过在槽中使用合适的溶剂代替水，或者用溶剂冲洗舀出的材料以便随后将其溶解，从而将粘合剂与活性电极材料分离。
这项创新有望提供一种快速、清洁且连续的分离工艺，并能自动分离出不同产出流，从而实现从同一块电池中回收多种不同材料并加以再利用。
此类技术进步将为电池的高效回收铺平道路，而这正是实现锂离子电池可持续发展的关键。这将成为推动向更加电气化的未来转型的重要手段，这一转型由环境关切、不断变化的消费者偏好以及政府目标所驱动。
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“回收报废电池以提取有价值的原材料，将在满足需求方面发挥一定作用”
