磷酸铁锂电池技术取得突破

磷酸铁锂电池技术取得突破


1.磷酸铁锂回收后的污染问题

动力电池回收市场规模庞大,据相关研究机构预测,到 2025 年,中国退役动力电池累计总量预计将达到 137.4MWh。

采取 磷酸铁锂电池例如,相关退役动力电池的回收利用主要有两种方式:一种是级联利用,另一种是拆解回收。

级联利用是指将拆解重组后剩余容量在 30% 到 80% 之间的磷酸铁锂电池应用于储能等低能量密度领域。

拆解和回收,顾名思义,是指将剩余容量低于 30% 的磷酸铁锂电池拆解,并回收其原材料,如正极中的锂、磷和铁。

锂离子电池的拆解和回收可以减少对新原材料的开采,从而保护环境,并且具有巨大的经济价值,可以大大降低开采成本、制造成本、劳动力成本和生产线布局成本。

锂离子电池拆解回收主要包括以下步骤:首先,收集并分类废旧锂电池;其次,拆解电池;最后,分离并提炼金属。操作完成后,回收的金属和材料可用于生产新电池或其他产品,从而大大降低成本。

然而,如今包括宁德时代控股有限公司旗下子公司广东邦普循环科技有限公司在内的一批电池回收公司,都面临着一个棘手的问题:电池回收会产生有毒副产品并排放有害污染物。市场迫切需要新技术来改善电池回收过程中的污染和毒性问题。

2.劳伦斯伯克利国家实验室 (LBNL) 发现了解决电池回收后污染问题的新材料。

近日,美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)宣布,他们发现了一种新材料,只需用水即可回收废弃锂离子电池。

劳伦斯伯克利国家实验室成立于1931年,由加州大学代表美国能源部科学办公室管理。该实验室已获得16项诺贝尔奖。

劳伦斯伯克利国家实验室发明了一种名为“快速释放粘合剂”的新材料。用这种材料制成的锂离子电池易于回收,环保无毒。使用时只需将其拆解,放入碱性水中轻轻摇晃,即可分离出所需元素。然后,将金属从水中过滤并干燥即可。

与目前锂离子电池回收方法(包括破碎研磨电池,然后焚烧分离金属和元素)相比,这种方法毒性严重,环境影响大。而新材料与之相比,简直是天壤之别。

2022 年 9 月下旬,这项技术被 R&D 100 奖评选为 2022 年全球开发的 100 项革命性技术之一。

众所周知,锂离子电池由正极和负极、隔膜、电解液和结构材料组成,但这些组件在锂离子电池中是如何组合在一起的,我们并不十分了解。

在锂离子电池中,维持电池结构的关键材料是粘合剂。

劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员发现了一种新型快速释放粘合剂,它由聚丙烯酸 (PAA) 和聚乙烯亚胺 (PEI) 组成,PEI 中带正电荷的氮原子与 PAA 中带负电荷的氧原子之间通过键连接。

当速脱粘合剂置于含有氢氧化钠(Na+OH-)的碱性水中时,钠离子会迅速进入粘合剂的粘合部位,使两种聚合物分离。分离的聚合物溶解于液体中,从而释放出嵌入的电极组件。

就成本而言,当用于制造锂电池正负极时,这种粘合剂的价格约为两种最常用粘合剂的十分之一。

 


发布时间:2023年4月25日