Mitigation effects of battery substitution and recycling on resource shortage in electrochemical energy storage systems
Year: 2025
Type: article
Abstract: 【目的】随着我国电化学储能系统的快速发展，传统锂电池中锂、钴和镍等战略性矿产资源供给安全问题日益引起人们的关注，电池替代和循环是缓解资源短缺的有效途径。【方法】基于物质流和情景分析方法，模拟了2025—2050年不同钠离子电池替代和锂电池循环利用情景下我国电化学储能系统对锂、钴和镍等资源的需求和供给潜力。【结果】①钠离子电池替代有效缓解了电化学储能系统锂、钴和镍等资源的短缺，且替代速度越快，缓解效应越明显。例如，钠离子电池的快速替代可以使资源累计需求较基准情景减少约68%，且有望在2045年左右通过回收实现供需平衡。②除替代速度外，钠离子电池替代的影响还与锂电池发展路径有关。在磷酸铁锂电池发展路径下，钠离子电池低速和中速替代分别可以降低15%和34%的锂需求，而对钴和镍需求影响较小。在高镍锂电池发展路径下，钠离子电池替代对锂、钴和镍需求均有显著的降低作用。具体来看，钠离子电池低速和中速替代带来的锂需求降幅为10%和30%，钴需求降幅为23%和38%，镍需求降幅为29%和45%。③锂动力电池再利用对集中式储能资源短缺的缓解效应巨大，它可以使75%~100%的锂需求得到满足。④从我国锂、钴和镍自主供给能力来看，短期内均存在较大的一次供给缺口，其中钴的供给风险最大，其次是镍和锂。【结论】钠离子电池替代和锂电池循环利用可以通过大幅降低资源需求和提高二次供给来缓解供给短缺，长期来看有助于实现供需平衡。
Source: 资源科学
Authors: CHENG Jinhua, ZHANG Zhouyi, ZHANG Yijun, SONG Yi
Language: English
Subfield: Mechanical Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W4411332319