1. Forurensningsproblemer etter resirkulering av litiumjernfosfat
Markedet for resirkulering av kraftbatterier er enormt, og ifølge relevante forskningsinstitusjoner forventes Kinas totale mengde utrangerte kraftbatterier å nå 137,4 MWh innen 2025.
Tar litiumjernfosfatbatterierSom et eksempel finnes det hovedsakelig to måter å resirkulere og bruke relaterte, utrangerte strømbatterier på: den ene er kaskadeutnyttelse, og den andre er demontering og resirkulering.
Kaskadeutnyttelse refererer til bruk av litiumjernfosfatbatterier med en gjenværende kapasitet på mellom 30 % og 80 % etter demontering og rekombinasjon, og anvendelse av dem i områder med lav energitetthet, som for eksempel energilagring.
Demontering og resirkulering, som navnet antyder, refererer til demontering av litiumjernfosfat-kraftbatterier når den gjenværende kapasiteten er mindre enn 30 %, og gjenvinning av råmaterialene deres, som litium, fosfor og jern i den positive elektroden.
Demontering og resirkulering av litiumionbatterier kan redusere utvinningen av nye råvarer for å beskytte miljøet, og det har også stor økonomisk verdi, noe som reduserer gruvekostnader, produksjonskostnader, lønnskostnader og kostnader til produksjonslinjeoppsett betraktelig.
Fokuset for demontering og resirkulering av litiumionbatterier består hovedsakelig av følgende trinn: først samles og klassifiseres brukte litiumbatterier, deretter demonteres batteriene, og til slutt separeres og raffineres metallene. Etter operasjonen kan de gjenvunne metallene og materialene brukes til produksjon av nye batterier eller andre produkter, noe som sparer kostnader betraktelig.
Imidlertid står nå en gruppe batteriresirkuleringsselskaper, som Ningde Times Holding Co., Ltd.s datterselskap Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., alle overfor et vanskelig problem: batteriresirkulering vil produsere giftige biprodukter og slippe ut skadelige forurensninger. Markedet trenger snarlig ny teknologi for å forbedre forurensningen og giftigheten ved batteriresirkulering.
2.LBNL fant nye materialer for å løse forurensningsproblemene etter batteriresirkulering.
Nylig annonserte Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) i USA at de har funnet et nytt materiale som kan resirkulere brukte litiumionbatterier med bare vann.
Lawrence Berkeley National Laboratory ble etablert i 1931 og drives av University of California for det amerikanske energidepartementets vitenskapskontor. Det har vunnet 16 nobelpriser.
Det nye materialet som ble oppfunnet av Lawrence Berkeley National Laboratory kalles Quick-Release Binder. Litiumionbatterier laget av dette materialet kan enkelt resirkuleres, er miljøvennlige og giftfrie. De trenger bare å demonteres og legges i alkalisk vann, og ristes forsiktig for å separere de nødvendige elementene. Deretter filtreres metallene ut av vannet og tørkes.
Sammenlignet med dagens litiumionresirkulering, som innebærer makulering og sliping av batterier, etterfulgt av forbrenning for separasjon av metall og elementer, har det alvorlig toksisitet og dårlig miljøytelse. Det nye materialet er som natt og dag i sammenligning.
Sent i september 2022 ble denne teknologien valgt ut som en av de 100 revolusjonerende teknologiene som ble utviklet globalt i 2022 av R&D 100 Awards.
Som vi vet består litiumionbatterier av positive og negative elektroder, en separator, elektrolytt og strukturelle materialer, men hvordan disse komponentene kombineres i litiumionbatterier er ikke godt kjent.
I litiumionbatterier er limet et kritisk materiale som opprettholder batteristrukturen.
Det nye hurtigbindemidlet som ble oppdaget av forskere ved Lawrence Berkeley National Laboratory er laget av polyakrylsyre (PAA) og polyetylenimin (PEI), som er forbundet med bindinger mellom positivt ladede nitrogenatomer i PEI og negativt ladede oksygenatomer i PAA.
Når hurtigbindemiddel plasseres i alkalisk vann som inneholder natriumhydroksid (Na+OH-), kommer natriumionene plutselig inn i klebestedet og separerer de to polymerene. De separerte polymerene løses opp i væsken og frigjør eventuelle innebygde elektrodekomponenter.
Når det gjelder kostnader, når det brukes til å produsere positive og negative elektroder for litiumbatterier, er prisen på dette limet omtrent en tidel av de to mest brukte.
Publisert: 25. april 2023