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

动力电池回收市场巨大,据相关研究机构预测,预计到2025年我国退役动力电池累计量将达到137.4MWh。

服用 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:一是梯级利用,二是拆解回收。

梯级利用是指将拆解重组后剩余容量在30%~80%之间的磷酸铁锂动力电池利用起来,应用于储能等低能量密度领域。

拆解回收,顾名思义,是指在剩余容量低于30%时对磷酸铁锂动力电池进行拆解,回收其原材料,如正极中的锂、磷、铁等。

锂离子电池的拆解和回收可以减少新原材料的开采,保护环境,也具有很大的经济价值,大大降低开采成本、制造成本、人工成本、生产线布局成本。

锂离子电池拆解回收的重点主要包括以下几个步骤:首先对废旧锂电池进行收集和分类,然后对电池进行拆解,最后对金属进行分离和精炼。作业结束后,回收的金属和材料可用于生产新电池或其他产品,大大节省成本。

然而,现在包括宁德时代控股有限公司子公司广东邦普循环科技有限公司等一批电池回收企业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的污染和毒性。

2.劳伦斯伯克利国家实验室找到新材料来解决电池回收后的污染问题。

近日,美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)宣布,他们发现了一种仅用水就能回收废旧锂离子电池的新材料。

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

劳伦斯伯克利国家实验室发明的新材料被称为快速释放粘合剂。用这种材料制成的锂离子电池易于回收,环保且无毒。只需将它们拆开并放入碱水中,轻轻摇动即可分离出所需的元素。然后,将金属从水中滤出并干燥。

与目前的锂离子回收需要将电池破碎、研磨,然后燃烧以分离金属和元素相比,其毒性严重且环保性能较差。相比之下,新材料就像黑夜和白天。

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

众所周知,锂离子电池由正负极、隔膜、电解液和结构材料组成,但这些部件如何组合在锂离子电池中尚不清楚。

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研究人员发现的新型快速释放粘合剂由聚丙烯酸(PAA)和聚乙烯亚胺(PEI)制成,它们通过PEI中带正电的氮原子和PAA中带负电的氧原子之间的键连接。

当快速释放粘合剂放入含有氢氧化钠 (Na+OH-) 的碱性水中时,钠离子突然进入粘合部位,从而分离两种聚合物。分离的聚合物溶解到液体中,释放任何嵌入的电极组件。

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的粘合剂的十分之一。

 


发布时间:2023年4月25日