鋰電循環製造技術新突破 陰極材料直接回收技術凸現高效益

近年來,鋰離子電池已經被越來越多的便攜式設備提供能源支撐,比如智能手機、筆記本電腦、以及電動汽車。然而與普通鉛酸電池相比,廢舊鋰離子電池的回收也成為了一個難題。好消息是,鑒於直接回收是降低鋰電池損耗的終極手段,ReCell 中心的科學家們已經朝着這個目標又邁進了一步。

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(圖 via SCI Tech Daily)

據悉,ReCell 是美國首個先進的電池回收研發中心,總部位於能源部 (DOE)旗下的 阿貢國家實驗室。

早些時候,科學家們取得了一項重要的技術進展,得以消除阻礙行業發現的一大障礙,讓回收鋰離子電池在經濟上變得相當可行。

作為比較,電池製造商們當前使用的回收工藝價值較低,僅停留在相對較為單純的金屬層面。然而市場的飛速發展,也帶來一個迫在眉睫的巨大問題。

研究人員預計,在不到十年的時間裡,每年將有 200 萬噸報廢 EV 動力電池需要接受處理 —— 但當前的回收基礎設備尚未對廢舊電池的巨大量湧入做好準備。

研究合著者、阿貢實驗室材料科學家 Jessica Durham 指出 —— 鋰電池行業的頗具之法,在於實現將回收陰極材料放於新電池中重複使用、但又不至於犧牲純度。

好消息是,ReCell 團隊中的一部分密歇根理工大學(MTU)研究人員,已經開發出了一種用於分離構成鋰電池陰極(帶有正電荷的電極)上有價值材料的創新工藝。

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基於直接回收再利用電池正極材料的正向循環(圖自:ReCell)

目前阿貢材料工程研究中心的科學家們,正在擴大 MTU 的創新分離工藝,為大規模回收 EV 動力電池鋪平道路。

由於 EV 電池的正極材料因汽車製造商和生產年份而異,所以回收商必須採用鋰金屬氧化物的混合物(鈷酸鋰、鎳錳鈷酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、磷酸鐵鋰等)

之後通過將它們分離,即可重複使用這些材料。而曾經看似不可能的任務,突然就變得相當可行了。

測試表明,陰極材料被分離后,該過程對材料的電化學性能的影響幾乎可以忽略不計,兩者都具有高純度的水平(95% 及以上)。

研究合著者、阿貢材料科學家 Jessica Durham 強調稱 ——“想要說服電池行業購買使用回收的陰極材料、並在新電池中重複使用,這一點是至關重要的”。

感興趣的朋友,可查看等待同行評審的《能源技術》(Energy Technology)期刊上的《Direct Recycling of Blended Cathode Materials by Froth Flotation》一文。

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