1. Szennyezési problémák a lítium-vas-foszfát újrahasznosítása után
Az akkumulátor-újrahasznosítási piac hatalmas, és a vonatkozó kutatóintézetek szerint Kína összesített kivont akkumulátorkapacitása várhatóan eléri a 137,4 MWh-t 2025-re.
Elvétel lítium-vas-foszfát akkumulátorokPéldául a kapcsolódó, leselejtezett akkumulátorok újrahasznosítására és hasznosítására főként kétféleképpen kerül sor: az egyik a kaszkádos hasznosítás, a másik pedig a szétszerelés és újrahasznosítás.
A kaszkádos hasznosítás lítium-vas-foszfát akkumulátorok használatát jelenti, amelyek szétszerelés és rekombináció utáni fennmaradó kapacitása 30% és 80% között van, és alacsony energiasűrűségű területeken, például energiatárolásban alkalmazzák őket.
A szétszerelés és újrahasznosítás, ahogy a neve is sugallja, a lítium-vas-foszfát akkumulátorok szétszerelését jelenti, amikor a fennmaradó kapacitás kevesebb, mint 30%, és a nyersanyagok, például a lítium, a foszfor és a vas kinyerését a pozitív elektródában.
A lítium-ion akkumulátorok szétszerelése és újrahasznosítása csökkentheti az új nyersanyagok bányászatát a környezet védelme érdekében, és nagy gazdasági értékkel is bír, jelentősen csökkentve a bányászati költségeket, a gyártási költségeket, a munkaerőköltségeket és a gyártósorok elrendezésének költségeit.
A lítium-ion akkumulátorok szétszerelésének és újrahasznosításának középpontjában a következő lépések állnak: először a hulladék lítium akkumulátorok gyűjtése és osztályozása, majd az akkumulátorok szétszerelése, végül a fémek szétválasztása és finomítása. A művelet után a visszanyert fémek és anyagok új akkumulátorok vagy más termékek gyártásához felhasználhatók, ami jelentősen megtakarítja a költségeket.
Azonban most már számos akkumulátor-újrahasznosító vállalat, köztük a Ningde Times Holding Co., Ltd. leányvállalata, a Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd. is, egy nehéz problémával néz szembe: az akkumulátor-újrahasznosítás mérgező melléktermékeket eredményez és káros szennyező anyagokat bocsát ki. A piacnak sürgősen új technológiákra van szüksége az akkumulátor-újrahasznosítás szennyezésének és toxicitásának javítására.
2. Az LBNL új anyagokat talált a szennyezési problémák megoldására az akkumulátorok újrahasznosítása után.
A közelmúltban az Egyesült Államokbeli Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium (LBNL) bejelentette, hogy új anyagot találtak, amely képes a lítium-ion akkumulátorok hulladékát pusztán vízzel újrahasznosítani.
A Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumot 1931-ben alapították, és a Kaliforniai Egyetem igazgatja az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Tudományos Hivatala számára. 16 Nobel-díjat nyert.
A Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium által feltalált új anyag a Quick-Release Binder. Az ebből az anyagból készült lítium-ion akkumulátorok könnyen újrahasznosíthatók, környezetbarátak és nem mérgezőek. Csak szét kell szerelni őket, lúgos vízbe kell helyezni, és óvatosan össze kell rázni, hogy a szükséges elemek szétváljanak. Ezután a fémeket kiszűrik a vízből és megszárítják.
A jelenlegi lítium-ion akkumulátorok újrahasznosításával összehasonlítva, amely az akkumulátorok aprítását és őrlését, majd a fém és az elemek szétválasztását követő elégetést foglalja magában, komoly mérgezőséggel és rossz környezeti teljesítményrel rendelkezik. Az új anyag összehasonlítva éjjel-nappal.
2022 szeptemberének végén ezt a technológiát a K+F 100 Awards díjátadón a 2022-ben világszerte kifejlesztett 100 forradalmi technológia közé választották.
Mint tudjuk, a lítium-ion akkumulátorok pozitív és negatív elektródákból, egy szeparátorból, elektrolitból és szerkezeti anyagokból állnak, de hogy ezek az alkatrészek hogyan kombinálódnak a lítium-ion akkumulátorokban, az nem teljesen ismert.
A lítium-ion akkumulátorokban a ragasztó egy kritikus fontosságú anyag, amely fenntartja az akkumulátor szerkezetét.
A Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium kutatói által felfedezett új gyorsoldó kötőanyag poliakrilsavból (PAA) és polietilén-iminből (PEI) készül, amelyeket a PEI pozitív töltésű nitrogénatomjai és a PAA negatív töltésű oxigénatomjai közötti kötések kötnek össze.
Amikor a gyorsoldó kötőanyagot nátrium-hidroxidot (Na+OH-) tartalmazó lúgos vízbe helyezzük, a nátriumionok hirtelen belépnek a ragasztófelületre, elválasztva a két polimert. Az elválasztott polimerek feloldódnak a folyadékban, felszabadítva a beágyazott elektródakomponenseket.
Költség szempontjából, lítium akkumulátor pozitív és negatív elektródáinak gyártása során ennek a ragasztónak az ára körülbelül a két leggyakrabban használt ragasztó árának tizede.
Közzététel ideje: 2023. április 25.