1. Föroreningsproblem efter återvinning av litiumjärnfosfat
Marknaden för återvinning av kraftbatterier är enorm, och enligt relevanta forskningsinstitutioner förväntas Kinas ackumulerade mängd uttjänta kraftbatterier uppgå till 137,4 MWh år 2025.
Tagande litiumjärnfosfatbatterierSom exempel finns det huvudsakligen två sätt att återvinna och använda relaterade uttjänta kraftbatterier: det ena är kaskadutnyttjande och det andra är demontering och återvinning.
Kaskadutnyttjande avser användning av litiumjärnfosfatbatterier med en återstående kapacitet mellan 30 % och 80 % efter demontering och rekombination, och tillämpning av dem i områden med låg energitäthet, såsom energilagring.
Demontering och återvinning, som namnet antyder, avser demontering av litiumjärnfosfatbatterier när den återstående kapaciteten är mindre än 30 %, och återvinning av deras råvaror, såsom litium, fosfor och järn i den positiva elektroden.
Demontering och återvinning av litiumjonbatterier kan minska utvinningen av nya råvaror för att skydda miljön och har även stort ekonomiskt värde, vilket kraftigt minskar gruvkostnader, tillverkningskostnader, arbetskraftskostnader och kostnader för produktionslinjelayout.
Fokus för demontering och återvinning av litiumjonbatterier består huvudsakligen av följande steg: först samlas in och klassificeras förbrukade litiumbatterier, sedan demonteras batterierna och slutligen separeras och förädlas metallerna. Efter operationen kan de återvunna metallerna och materialen användas för produktion av nya batterier eller andra produkter, vilket avsevärt sparar kostnader.
Men nu, inklusive en grupp batteriåtervinningsföretag, såsom Ningde Times Holding Co., Ltd:s dotterbolag Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., står alla inför en knepig fråga: batteriåtervinning kommer att producera giftiga biprodukter och släppa ut skadliga föroreningar. Marknaden behöver snarast ny teknik för att förbättra föroreningarna och toxiciteten vid batteriåtervinning.
2. LBNL hittade nya material för att lösa föroreningsproblemen efter batteriåtervinning.
Nyligen meddelade Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) i USA att de har hittat ett nytt material som kan återvinna litiumjonbatterier med bara vatten.
Lawrence Berkeley National Laboratory grundades 1931 och drivs av University of California för US Department of Energy's Science Office. Det har vunnit 16 Nobelpris.
Det nya materialet som uppfunnits av Lawrence Berkeley National Laboratory kallas Quick-Release Binder. Litiumjonbatterier tillverkade av detta material kan enkelt återvinnas, är miljövänliga och giftfria. De behöver bara demonteras och läggas i alkaliskt vatten och skakas försiktigt för att separera de nödvändiga elementen. Därefter filtreras metallerna ur vattnet och torkas.
Jämfört med nuvarande litiumjonåtervinning, som innebär strimling och malning av batterier, följt av förbränning för att separera metall och element, har det allvarlig toxicitet och dålig miljöprestanda. Det nya materialet är som natt och dag i jämförelse.
I slutet av september 2022 valdes denna teknik ut som en av de 100 revolutionerande teknologier som utvecklats globalt under 2022 av R&D 100 Awards.
Som vi vet består litiumjonbatterier av positiva och negativa elektroder, en separator, elektrolyt och strukturella material, men hur dessa komponenter kombineras i litiumjonbatterier är inte välkänt.
I litiumjonbatterier är ett viktigt material som upprätthåller batteriets struktur limmet.
Det nya snabbbindemedlet som upptäckts av forskare vid Lawrence Berkeley National Laboratory är tillverkat av polyakrylsyra (PAA) och polyetylenimin (PEI), vilka är sammankopplade med bindningar mellan positivt laddade kväveatomer i PEI och negativt laddade syreatomer i PAA.
När snabbbindemedel placeras i alkaliskt vatten innehållande natriumhydroxid (Na+OH-), kommer natriumjonerna plötsligt in i limmet och separerar de två polymererna. De separerade polymererna löses upp i vätskan och frigör eventuella inbäddade elektrodkomponenter.
Kostnadsmässigt är priset på detta lim, när det används för att tillverka positiva och negativa elektroder för litiumbatterier, ungefär en tiondel av de två vanligaste.
Publiceringstid: 25 april 2023