锂电池在电子设备中已经变得非常流行，而对这些电池的重量和尺寸的强调意味着它们中的原材料数量并不太大。但是，锂电池的其他日益增长的用途--电动汽车--绝对不是这样。这些锂电池重达数百公斤，含有大量的原材料，其中一些可能很有价值。

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起来，在循环再利用变得既广泛又经济之前，它面临着重大的技术障碍。在今天的“自然”杂志上，一组研究人员研究了可能的回收方法，并考虑如何从电动汽车电池中获得最大的价值，因为它们的性能已经不足以运行一辆汽车。

分析的作者们首先澄清了一件事：锂离子电池的大部分成本并不在原材料上。相反，所需的成本是将这些原材料转化为可以在电池中发挥作用的东西，然后将它们转化为一种将耐久性、性能和安全性结合在一起的结构。因此，使用性能较差的电池比拆开电池来获取材料更有价值。

锂电池的主要问题是随着时间的推移而丧失容量。最终，这将导致任何依赖他们的车辆的射程缩小。但是，即使电池的容量持续下降，即使这种功能不足以满足电动汽车的需要，这些电池的使用时间也可能会延长很多年。与汽车不同的是，电网规模的储电量对电池占用的空间大小和重量都不敏感。因此，一个不再适合汽车的电池仍然可以在电网上工作得很好。

因此，作者强烈认为，再利用应该比回收优先得多。虽然电网规模的存储相对较少，但它正在增长，美国一些州已经要求它们的公用事业公司在未来几年内提供网格存储。考虑到锂电池驱动的汽车是相对较新的发展，而且大多数电池在几年内都不会达到使用寿命的极限，所以这个时间安排得很好。

尽管如此，这只是暂时的情况。电池最终将达到这样的程度：它们甚至对电网存储毫无意义。电动汽车的预期增长意味着，在未来几十年里，从汽车中取出的电池数量将大幅增加。甚至在很久以前，还没有很多锂电池处于生命末期，作者们指出，一些锂电池已经进入金属回收设施，在那里不适当地处理它们就引发了火灾。

因此，虽然这可能不是一个紧迫的需求，但开发处理大量锂电池所需的技术最终将是至关重要的。

铅酸电池的回收系统似乎表明，处理锂电池不应该是一个问题。但铅酸电池有许多简化，根本不适用于电动汽车电池。首先，它们都是以有限的格式制造的；通常情况下，如果需要更大的电池，制造商只需将一些标准大小的铅酸电池连接起来。

这与锂电池的情况完全不同。作者强调特斯拉S型，宝马i3和日产叶的动力包，其中差异超过200公斤，并有明显不同的形状。电池中的单个电池也有不同的大小和形状，阴极的化学成分也是不同的。所有这些都排除了处理电动汽车电池的单一过程或自动化系统。

尽管如此，也有很大的潜力来限制收集所需的原材料的影响。每公吨锂通常需要超过250吨矿石或750吨富锂卤水以获得。相反，通过回收大约250个汽车电池可以获得等量的锂。在未来几十年里，我们期望看到的快速增长，但随着电动汽车市场的成熟，在未来几十年里，这无疑是无法持续的。

然而，目前一些电池化学物质依赖于钴，其供应有限且不稳定。这可能意味着回收的经济将由一个相对较小的贡献电池的最后质量的东西驱动。

审查指出，电池可能会到达含有各种电量的回收中心，这可能会对人和设备造成危害。在电网上放上半满的电池可以产生足够的电力为一个家庭供电两个小时，因此这实际上可以帮助抵消部分回收成本。另外，电力可以排放到水中，产生氢和氧。

一旦放电，问题是是简单地粉碎电池或拆卸它。前者具有较低的成本和时间效率，而后者则保留了更多的原生原料。

粉碎有可能使电池中的任何剩余电荷短路，因为电池中可能含有易燃电解质。因此，它最好是在水中或惰性气氛下进行(后者目前很受欢迎)。虽然粗分离是可能的，但与碎电池最简单的做法是把它放在炉子里进行所谓的“高温冶金金属回收”。这产生了一种金属合金的一些主要组成部分的电池，以及一个渣，其中含有铝和锂。像电解液和石墨电极这样的东西只会被烧掉，降低了整个过程的能源成本。

这仍然使金属的化学净化和重组成为一种适合电池使用的化学物质。但简单性有助于提高整体成本。

拆卸在光谱的另一端。由于电池使用的结构不同，而且工业化社会的劳动力成本较低，电池组装仍然是一项很大程度上是手工的工作；拆卸将与之相反。当部件被移除时，磁选、过滤器和其他设备的结合将有助于产生相对纯净的单个组件流。然而，这并不是一个完美的解决方案。有些东西，比如电极中的石墨，很难与它们连接的金属电流收集器分离。有些材料也可能有毒，需要采取广泛的预防措施以防止接触。

优点是，你最终得到的是相对纯净的材料，这些材料已经以正确的化学形式在电池中使用。然而，这一过程中的一些污染物在材料重新组合成电池时会产生问题，这是有风险的。或者，不管是什么问题导致电池的容量随着时间的推移而退化，可能会迫使大量的材料再加工，然后才能使用。

在任何情况下，电池组件的广泛重用肯定是有潜力的，即使在我们能够这样做之前还有一些重大的挑战需要解决。幸运的是，这是一个罕见的情况，当我们有大量的准备时间之前，大量的无电电池开始涌入回收中心。这意味着我们有时间让化学家和工艺工程师找到解决这些最大挑战的方法。