量化含钴锂离子电池的生命周期健康影响

摘要 目的 锂离子电池（LIBs）因其在生命周期各阶段造成的负面社会影响而受到批评，特别是在钴提取过程中的童工和恶劣的工作条件。本研究重点关注人类健康影响——可以说是所有社会影响中最根本的。目的是量化一种镍-锰-钴（NMC 811）类型锂离子电池单元的潜在生命周期健康影响，以失能调整生命年（DALY）为标准，同时识别热点和减少健康影响的方法。 方法 进行了一项从摇篮到大门的归因生命周期评估研究，功能单元为一个锂离子电池单元，仅考虑人类健康作为终点。研究的锂离子电池在瑞典的一座大型“千兆工厂”中生产，阴极用的硫酸钴在中国生产，钴原材料则来自刚果民主共和国（DRC）。从排放和职业事故中可能产生的健康影响以DALY进行量化，这使得这项研究在社会影响评估中属于影响路径（或二型）研究。考虑了刚果DRC手工钴矿采矿中两种死亡率情景：高情景为每年2000人死亡，低情景为每年65人死亡。 结果 在高死亡率的情况下，刚果DRC手工钴矿采矿中的职业事故显著影响了锂离子电池单元的总生命周期健康影响（占13%）。然而，生产硫酸镍（用于阴极）和铜箔（阳极集流体）的排放对健康影响的贡献更大（分别为30%和20%）。这些贡献对所选的生命周期评估的时间范围敏感，较长或较短的时间范围会分别导致健康影响显著增加或减少。 结论 为了减少所研究的锂离子电池的健康影响，建议（i）研究用另一种材料替换铜箔的可行性，该材料能够提供阳极集流体功能，（ii）减少金属提取中的排放（特别是镍和铜），（iii）增加供应给锂离子电池制造的金属的回收含量，以及（iv）改善刚果DRC手工采矿的职业标准，尤其是通过减少致命事故。