1. Проблеми забруднення після переробки літій-залізофосфату
Ринок переробки акумуляторів величезний, і, за даними відповідних дослідницьких установ, очікується, що загальний обсяг виведених з експлуатації акумуляторів у Китаї до 2025 року досягне 137,4 МВт·год.
Беручи літій-залізо-фосфатні батареїНаприклад, існує два основних способи переробки та утилізації пов'язаних з ними акумуляторних батарей: один - каскадна утилізація, а інший - демонтаж та переробка.
Каскадне використання стосується використання літій-залізофосфатних акумуляторів із залишковою ємністю від 30% до 80% після розбирання та рекомбінації, а також їх застосування в областях з низькою щільністю енергії, таких як накопичення енергії.
Демонтаж та переробка, як випливає з назви, стосуються розбирання літій-залізо-фосфатних акумуляторів, коли залишкова ємність становить менше 30%, та відновлення їх сировини, такої як літій, фосфор та залізо, у позитивному електроді.
Демонтаж та переробка літій-іонних акумуляторів можуть зменшити видобуток нової сировини для захисту навколишнього середовища, а також мати велику економічну цінність, значно знижуючи витрати на видобуток корисних копалин, виробничі витрати, витрати на оплату праці та витрати на компонування виробничої лінії.
Розбирання та переробка літій-іонних акумуляторів в основному складається з таких кроків: спочатку збирають та класифікують відпрацьовані літієві акумулятори, потім розбирають акумулятори та, нарешті, розділяють та очищують метали. Після операції відновлені метали та матеріали можна використовувати для виробництва нових акумуляторів або інших виробів, що значно заощаджує кошти.
Однак, зараз, включаючи групу компаній з переробки акумуляторів, таких як дочірня компанія Ningde Times Holding Co., Ltd. Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., всі вони стикаються зі складною проблемою: переробка акумуляторів призведе до утворення токсичних побічних продуктів та викидів шкідливих забруднюючих речовин. Ринок терміново потребує нових технологій для зменшення забруднення та токсичності акумуляторів.
2. LBNL знайшла нові матеріали для вирішення проблем забруднення після переробки акумуляторів.
Нещодавно Національна лабораторія Лоуренса в Берклі (LBNL) у США оголосила про відкриття нового матеріалу, який може переробляти відпрацьовані літій-іонні акумулятори лише за допомогою води.
Національна лабораторія імені Лоуренса в Берклі була заснована в 1931 році та перебуває під управлінням Каліфорнійського університету для Наукового управління Міністерства енергетики США. Вона отримала 16 Нобелівських премій.
Новий матеріал, винайдений Національною лабораторією Лоуренса в Берклі, називається швидкознімним сполучним матеріалом. Літій-іонні акумулятори, виготовлені з цього матеріалу, легко переробляються, вони екологічно чисті та нетоксичні. Їх потрібно лише розібрати та помістити в лужну воду, а потім обережно струсити, щоб відокремити необхідні елементи. Потім метали фільтрують з води та сушать.
Порівняно з поточною переробкою літій-іонних акумуляторів, яка передбачає подрібнення та розмелювання, а потім спалювання для розділення металу та елементів, вона має серйозну токсичність та погані екологічні показники. Новий матеріал у порівнянні з ним — як день і ніч.
Наприкінці вересня 2022 року цю технологію було обрано однією зі 100 революційних технологій, розроблених у світі у 2022 році, за версією R&D 100 Awards.
Як відомо, літій-іонні акумулятори складаються з позитивних і негативних електродів, сепаратора, електроліту та конструкційних матеріалів, але як ці компоненти поєднуються в літій-іонних акумуляторах, недостатньо відомо.
У літій-іонних акумуляторах критичним матеріалом, який підтримує структуру акумулятора, є клей.
Новий швидкознімний зв'язуючий матеріал, відкритий дослідниками Національної лабораторії імені Лоуренса в Берклі, виготовлений з поліакрилової кислоти (PAA) та поліетиленіміну (PEI), які з'єднані зв'язками між позитивно зарядженими атомами азоту в PEI та негативно зарядженими атомами кисню в PAA.
Коли швидкознімний зв'язувальний матеріал поміщають у лужну воду, що містить гідроксид натрію (Na+OH-), іони натрію раптово потрапляють у місце склеювання, розділяючи два полімери. Розділені полімери розчиняються в рідині, вивільняючи будь-які вбудовані компоненти електрода.
Що стосується вартості, то при використанні для виготовлення позитивних та негативних електродів літієвих батарей ціна цього клею становить приблизно одну десяту від двох найпоширеніших...
Час публікації: 25 квітня 2023 р.