锂电循环制造技术新突破 阴极材料直接回收技术凸现高效益

近年来,锂离子电池已经被越来越多的便携式设备提供能源支撑,比如智能手机、笔记本电脑、以及电动汽车。然而与普通铅酸电池相比,废旧锂离子电池的回收也成为了一个难题。好消息是,鉴于直接回收是降低锂电池损耗的终极手段,ReCell 中心的科学家们已经朝着这个目标又迈进了一步。

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(图 via SCI Tech Daily

据悉,ReCell 是美国首个先进的电池回收研发中心,总部位于能源部 (DOE)旗下的 阿贡国家实验室。

早些时候,科学家们取得了一项重要的技术进展,得以消除阻碍行业发现的一大障碍,让回收锂离子电池在经济上变得相当可行。

作为比较,电池制造商们当前使用的回收工艺价值较低,仅停留在相对较为单纯的金属层面。然而市场的飞速发展,也带来一个迫在眉睫的巨大问题。

研究人员预计,在不到十年的时间里,每年将有 200 万吨报废 EV 动力电池需要接受处理 —— 但当前的回收基础设备尚未对废旧电池的巨大量涌入做好准备。

研究合著者、阿贡实验室材料科学家 Jessica Durham 指出 —— 锂电池行业的颇具之法,在于实现将回收阴极材料放于新电池中重复使用、但又不至于牺牲纯度。

好消息是,ReCell 团队中的一部分密歇根理工大学(MTU)研究人员,已经开发出了一种用于分离构成锂电池阴极(带有正电荷的电极)上有价值材料的创新工艺。

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基于直接回收再利用电池正极材料的正向循环(图自:ReCell)

目前阿贡材料工程研究中心的科学家们,正在扩大 MTU 的创新分离工艺,为大规模回收 EV 动力电池铺平道路。

由于 EV 电池的正极材料因汽车制造商和生产年份而异,所以回收商必须采用锂金属氧化物的混合物(钴酸锂、镍锰钴酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂等)

之后通过将它们分离,即可重复使用这些材料。而曾经看似不可能的任务,突然就变得相当可行了。

测试表明,阴极材料被分离后,该过程对材料的电化学性能的影响几乎可以忽略不计,两者都具有高纯度的水平(95% 及以上)。

研究合著者、阿贡材料科学家 Jessica Durham 强调称 ——“想要说服电池行业购买使用回收的阴极材料、并在新电池中重复使用,这一点是至关重要的”。

感兴趣的朋友,可查看等待同行评审的《能源技术》(Energy Technology)期刊上的《Direct Recycling of Blended Cathode Materials by Froth Flotation》一文。

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