pentru

Majoritatea hibrizilor conectabili și a vehiculelor complet electrice folosesc baterii litiu-ion ca acestea.

Sistemele de stocare a energiei, de obicei baterii, sunt esențiale pentru vehiculele electrice hibride (HEV), vehiculele electrice hibride plug-in (PHEV) și vehiculele complet electrice (EV).

Tipuri de sisteme de stocare a energiei

Următoarele sisteme de stocare a energiei sunt utilizate în HEV, PHEV și EV.

Baterii litiu-ion

Bateriile litiu-ion sunt utilizate în prezent în majoritatea dispozitivelor electronice de consum portabile, cum ar fi telefoanele mobile și laptopurile, din cauza energiei lor ridicate pe unitate de masă față de alte sisteme de stocare a energiei electrice. Au, de asemenea, un raport mare putere-greutate, eficiență energetică ridicată, performanță bună la temperaturi ridicate și auto-descărcare redusă. Majoritatea componentelor bateriilor litiu-ion pot fi reciclate, dar costul recuperării materialului rămâne o provocare pentru industrie. SUA. Departamentul Energiei sprijină, de asemenea, Premiul pentru reciclarea bateriilor cu litiu-ion pentru a identifica soluții pentru colectarea, sortarea, depozitarea și transportul bateriilor litiu-ion uzate și aruncate pentru eventuale materiale de reciclare și recuperare. Majoritatea PHEV-urilor și EV-urilor de astăzi folosesc baterii litiu-ion, deși chimia exactă variază adesea de la bateriile electronice de larg consum. Cercetarea și dezvoltarea sunt în curs de desfășurare pentru a reduce costurile relativ ridicate, pentru a-și prelungi durata de viață utilă și pentru a aborda problemele de siguranță în ceea ce privește supraîncălzirea.

Baterii cu hidrură de nichel-metal

Bateriile cu hidrură de nichel-metal, utilizate în mod obișnuit în computer și echipamente medicale, oferă energie specifică rezonabilă și capacități de alimentare specifice. Bateriile cu hidrură de nichel-metal au un ciclu de viață mult mai lung decât bateriile cu plumb-acid și sunt sigure și tolerante la abuz. Aceste baterii au fost utilizate pe scară largă în HEV-uri. Principalele provocări ale bateriilor cu hidrură de nichel-metal sunt costul ridicat, auto-descărcarea ridicată și generarea de căldură la temperaturi ridicate și necesitatea de a controla pierderile de hidrogen.

Baterii cu plumb-acid

Bateriile plumb-acid pot fi proiectate pentru a fi de mare putere și sunt ieftine, sigure și fiabile. Cu toate acestea, energia specifică scăzută, performanța slabă la temperatură rece și durata scurtă de viață a calendarului și a ciclului împiedică utilizarea acestora. Se dezvoltă baterii avansate cu plumb-acid de mare putere, dar aceste baterii sunt utilizate numai în vehiculele cu acționare electrică disponibile comercial pentru sarcini auxiliare.

Ultracondensatoare

Ultracondensatorii stochează energia într-un lichid polarizat între un electrod și un electrolit. Capacitatea de stocare a energiei crește odată cu creșterea suprafeței lichidului. Ultracondensatoarele pot oferi vehicule cu putere suplimentară în timpul accelerației și urcării pe deal și pot ajuta la recuperarea energiei de frânare. Ele pot fi, de asemenea, utile ca dispozitive secundare de stocare a energiei în vehiculele cu acționare electrică, deoarece ajută la încărcarea bateriilor electrochimice.

Reciclarea bateriilor

Vehiculele cu acționare electrică sunt relativ noi în S.U.A. piața auto, astfel încât doar un număr mic dintre aceștia s-au apropiat de sfârșitul vieții lor utile. Ca urmare, sunt disponibile puține baterii post-consum de la vehiculele cu acționare electrică, limitând astfel amploarea infrastructurii de reciclare a bateriilor. Pe măsură ce vehiculele cu acționare electrică devin din ce în ce mai frecvente, piața reciclării bateriilor se poate extinde.

Reciclarea pe scară largă a bateriei ar împiedica intrarea materialelor periculoase în fluxul de deșeuri, atât la sfârșitul duratei de viață utilă a bateriei, cât și în timpul producției sale. Se lucrează acum la dezvoltarea proceselor de reciclare a bateriilor care reduc la minimum impactul ciclului de viață al utilizării litiului-ion și a altor tipuri de baterii în vehicule. Dar nu toate procesele de reciclare sunt la fel:

  • Topirea: Procesele de topire recuperează elemente de bază sau săruri. Aceste procese sunt operaționale acum la scară largă și pot accepta mai multe tipuri de baterii, inclusiv litiu-ion și hidrură de nichel-metal. Topirea are loc la temperaturi ridicate, iar materialele organice, inclusiv electroliții și anodii de carbon, sunt arși sub formă de combustibil sau reductori. Metalele valoroase sunt recuperate și trimise la rafinare astfel încât produsul să fie potrivit pentru orice utilizare. Celelalte materiale, inclusiv litiu, sunt conținute în zgură, care este acum utilizată ca aditiv în beton.
  • Recuperare directă: La cealaltă extremă, unele procese de reciclare recuperează direct materiale de calitate pentru baterii. Componentele sunt separate printr-o varietate de procese fizice și chimice și toate materialele active și metalele pot fi recuperate. Recuperarea directă este un proces la temperatură scăzută, cu necesități minime de energie.
  • Procese intermediare: Al treilea tip de proces este între cele două extreme. Astfel de procese pot accepta mai multe tipuri de baterii, spre deosebire de recuperarea directă, dar pot recupera materialele mai departe de-a lungul lanțului de producție decât face topirea.

Separarea diferitelor tipuri de materiale pentru baterii este adesea un obstacol în recuperarea materialelor de înaltă valoare. Prin urmare, proiectarea bateriilor care ia în considerare dezasamblarea și reciclarea este importantă pentru ca vehiculele cu acționare electrică să aibă succes din punct de vedere al durabilității. Standardizarea bateriilor, a materialelor și a proiectării celulelor ar face, de asemenea, reciclarea mai ușoară și mai rentabilă.