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变废为宝!锂电池回收再生又有新方法

TIME : 2021-05-17

导读:科学家们在研究影响现下锂离子电池的老化机制中观察到,随着时间的推移,锂的损耗是导致性能下降的主要原因之一。考虑到这一点,他们开发并测试了一种 “再生” 工艺,有望降低回收电池组件和材料带来的大量成本和复杂性。 


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随着储能技术在我们的日常生活中发挥着越来越重要的作用,并伴随电动汽车的普及而急剧增加,制造储能锂电池材料的可用性、其安全处理和回收策略是越来越重要的问题。


尽管欧洲和其他地区开始推出法律,要求在电池生产中使用回收材料,但经济地提取这些材料对回收商来说仍然是一个重大挑战——分离和提纯材料到可以重新使用的程度需要多种昂贵且耗能的流程。


芬兰阿尔托大学领导的科学家们最初研究了消费电子产品中常用的氧化钴锂的老化机制,并做出了一项观察来研究新的方法,延长其使用寿命或无需将它们剥离为原材料的复杂过程中实现组件的重用。阿尔托大学教授Tanja Kallio解释道:“我们注意到,电池退化的主要原因之一是电极材料中锂的耗尽。尽管如此,这些结构可以保持相对稳定,所以我们想看看它们是否可以被重新使用。”


该小组开发了一种电解工艺来补充电池电极中的锂,然后将以这种方式处理的电极与用全新材料制成的电极的性能进行了比较。研究结果发表在《ChemSusChem》杂志上,论文题为《从废旧锂离子电池中收集的钴酸锂电极经电化学补锂后的再利用》。 


该研究小组发现,重新锂化过程有助于恢复原有的电极结构,显示出的容量、速率能力和循环性能仅略微落后于全新电池。该小组进一步指出,类似的电解过程已经在各个行业中使用,他们的方法也值得在工业规模上进行研究。


Kallio说:“通过重复利用电池结构,我们可以避免大量在回收过程中常见的劳动力,同时还可能节省能源。我们相信,这种方法可以帮助那些正在开发工业循环利用的公司。”


目前,阿尔托大学研究小组的下一个目标是测试和优化其工艺,以用于其他电池化学成分,尤其是近年来已大规模生产的主要用于电动汽车电池的富镍阴极设计。

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