1. Problémy so znečistením po recyklácii fosforečnanu lítno-železitého
Trh s recykláciou batérií je obrovský a podľa príslušných výskumných inštitúcií sa očakáva, že celková zásoba vyradených batérií v Číne dosiahne do roku 2025 137,4 MWh.
Užívanie lítiovo-železité fosfátové batérieNapríklad existujú dva hlavné spôsoby recyklácie a využitia súvisiacich vyradených batérií: jedným je kaskádové využitie a druhým je demontáž a recyklácia.
Kaskádové využitie sa vzťahuje na použitie lítium-železito-fosfátových batérií so zostávajúcou kapacitou medzi 30 % až 80 % po demontáži a rekombinácii a ich aplikáciu v oblastiach s nízkou hustotou energie, ako je napríklad skladovanie energie.
Demontáž a recyklácia, ako už názov napovedá, sa vzťahujú na demontáž lítium-železito-fosfátových batérií, keď zostávajúca kapacita je menšia ako 30 %, a na získavanie surovín, ako je lítium, fosfor a železo, v kladnej elektróde.
Demontáž a recyklácia lítium-iónových batérií môže znížiť ťažbu nových surovín na ochranu životného prostredia a má tiež veľkú ekonomickú hodnotu, výrazne znižuje náklady na ťažbu, výrobné náklady, náklady na pracovnú silu a náklady na usporiadanie výrobnej linky.
Demontáž a recyklácia lítium-iónových batérií sa zameriavajú najmä na nasledujúce kroky: najprv sa zhromaždia a triedia použité lítium-iónové batérie, potom sa batérie demontujú a nakoniec sa kovy oddelia a zušľachtia. Po operácii sa získané kovy a materiály môžu použiť na výrobu nových batérií alebo iných produktov, čo výrazne šetrí náklady.
Avšak teraz, vrátane skupiny spoločností zaoberajúcich sa recykláciou batérií, ako napríklad dcérska spoločnosť Ningde Times Holding Co., Ltd., Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., čelia zložitému problému: recyklácia batérií produkuje toxické vedľajšie produkty a uvoľňuje škodlivé znečisťujúce látky. Trh naliehavo potrebuje nové technológie na zlepšenie znečistenia a toxicity recyklácie batérií.
2. LBNL našla nové materiály na riešenie problémov so znečistením po recyklácii batérií.
Národné laboratórium Lawrencea Berkeleyho (LBNL) v Spojených štátoch nedávno oznámilo, že objavilo nový materiál, ktorý dokáže recyklovať použité lítium-iónové batérie iba pomocou vody.
Národné laboratórium Lawrencea Berkeleyho bolo založené v roku 1931 a riadi ho Kalifornská univerzita pre Vedecký úrad Ministerstva energetiky USA. Získalo 16 Nobelových cien.
Nový materiál, ktorý vynašlo Národné laboratórium Lawrencea Berkeleyho, sa nazýva rýchlouvoľniteľné spojivo. Lítium-iónové batérie vyrobené z tohto materiálu sa dajú ľahko recyklovať, sú šetrné k životnému prostrediu a netoxické. Stačí ich rozobrať a vložiť do alkalickej vody a jemne s nimi pretrepať, aby sa oddelili potrebné prvky. Potom sa kovy z vody odfiltrujú a vysušia.
V porovnaní so súčasnou recykláciou lítium-iónových batérií, ktorá zahŕňa drvenie a mletie batérií a následné spaľovanie za účelom oddelenia kovov a prvkov, má tento materiál značnú toxicitu a slabé environmentálne vlastnosti. Nový materiál je v porovnaní s ním ako deň a noc.
Koncom septembra 2022 bola táto technológia v rámci cien R&D 100 Awards vybraná ako jedna zo 100 revolučných technológií vyvinutých na celom svete v roku 2022.
Ako vieme, lítium-iónové batérie pozostávajú z kladných a záporných elektród, separátora, elektrolytu a konštrukčných materiálov, ale ako sú tieto komponenty v lítium-iónových batériách kombinované, nie je dobre známe.
V lítium-iónových batériách je kritickým materiálom, ktorý udržiava štruktúru batérie, lepidlo.
Nové rýchlouvoľňovacie spojivo, ktoré objavili výskumníci z Národného laboratória Lawrencea Berkeleyho, je vyrobené z kyseliny polyakrylovej (PAA) a polyetylénimínu (PEI), ktoré sú spojené väzbami medzi kladne nabitými atómami dusíka v PEI a záporne nabitými atómami kyslíka v PAA.
Keď sa rýchlouvoľňovacie lepidlo umiestni do alkalickej vody obsahujúcej hydroxid sodný (Na+OH-), sodíkové ióny náhle vstúpia do miesta lepidla a oddelia dva polyméry. Oddelené polyméry sa rozpustia v kvapaline a uvoľnia všetky zabudované komponenty elektródy.
Pokiaľ ide o náklady, pri použití na výrobu kladných a záporných elektród lítiových batérií je cena tohto lepidla približne desatina ceny dvoch najbežnejšie používaných...
Čas uverejnenia: 25. apríla 2023