1.Forureningsproblemer efter genanvendelse af lithiumjernfosfat
Markedet for genbrug af strømbatterier er enormt, og ifølge relevante forskningsinstitutioner forventes Kinas samlede akkumulerede strømbatterier at nå 137,4 MWh i 2025.
Tager lithium jernfosfat batteriersom et eksempel er der hovedsageligt to måder til genbrug og udnyttelse af relaterede udtjente batterier: den ene er kaskadeanvendelse, og den anden er demontering og genbrug.
Kaskadeudnyttelse refererer til brugen af lithiumjernfosfat-strømbatterier med en resterende kapacitet mellem 30% til 80% efter adskillelse og rekombination og anvendelse af dem på områder med lav energitæthed, såsom energilagring.
Demontering og genanvendelse, som navnet antyder, refererer til demontering af lithiumjernfosfatstrømbatterier, når den resterende kapacitet er mindre end 30%, og genvinding af deres råmaterialer, såsom lithium, fosfor og jern i den positive elektrode.
Demontering og genbrug af lithium-ion-batterier kan reducere udvindingen af nye råmaterialer for at beskytte miljøet og har også stor økonomisk værdi, hvilket i høj grad reducerer minedriftsomkostninger, fremstillingsomkostninger, arbejdsomkostninger og produktionslinjelayoutomkostninger.
Fokus for demontering og genbrug af lithium-ion-batterier består hovedsageligt af følgende trin: Indsaml og klassificer først brugte lithium-batterier, adskil derefter batterierne og adskil og forfin til sidst metallerne.Efter operationen kan de genvundne metaller og materialer bruges til produktion af nye batterier eller andre produkter, hvilket i høj grad sparer omkostninger.
Men nu, inklusive en gruppe af batterigenbrugsvirksomheder, såsom Ningde Times Holding Co., Ltd. datterselskab Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., står alle over for et vanskeligt problem: batterigenanvendelse vil producere giftige biprodukter og udsende skadelige forurenende stoffer .Markedet har et presserende behov for nye teknologier for at forbedre forureningen og toksiciteten ved batterigenanvendelse.
2.LBNL fandt nye materialer til at løse forureningsproblemerne efter batterigenbrug.
For nylig annoncerede Lawrence Berkeley National Laboratory(LBNL) i USA, at de har fundet et nyt materiale, der kan genbruge udtjente lithium-ion-batterier med kun vand.
Lawrence Berkeley National Laboratory blev etableret i 1931 og ledes af University of California for US Department of Energy's Science Office.Den har vundet 16 nobelpriser.
Det nye materiale opfundet af Lawrence Berkeley National Laboratory kaldes Quick-Release Binder.Lithium-ion-batterier fremstillet af dette materiale kan nemt genbruges, miljøvenlige og ikke-giftige.De skal kun skilles ad og lægges i alkalisk vand og rystes forsigtigt for at adskille de nødvendige elementer.Derefter filtreres metallerne ud af vandet og tørres.
Sammenlignet med den nuværende lithium-ion-genbrug, som involverer makulering og slibning af batterier, efterfulgt af forbrænding til metal- og elementadskillelse, har det alvorlig toksicitet og dårlig miljømæssig ydeevne.Det nye materiale er som nat og dag i sammenligning.
I slutningen af september 2022 blev denne teknologi udvalgt som en af de 100 revolutionerende teknologier udviklet globalt i 2022 af R&D 100 Awards.
Som vi ved, består lithium-ion-batterier af positive og negative elektroder, en separator, elektrolyt og strukturelle materialer, men hvordan disse komponenter kombineres i lithium-ion-batterier er ikke velkendt.
I lithium-ion-batterier er et kritisk materiale, der opretholder batteristrukturen, klæbemidlet.
Det nye Quick-Release Binder opdaget af Lawrence Berkeley National Laboratory-forskere er lavet af polyacrylsyre (PAA) og polyethylenimin (PEI), som er forbundet med bindinger mellem positivt ladede nitrogenatomer i PEI og negativt ladede oxygenatomer i PAA.
Når Quick-Release Binder placeres i alkalisk vand indeholdende natriumhydroxid (Na+OH-), kommer natriumionerne pludselig ind i klæbestedet og adskiller de to polymerer.De adskilte polymerer opløses i væsken og frigiver eventuelle indlejrede elektrodekomponenter.
Med hensyn til omkostninger, når det bruges til at fremstille lithium batteri positive og negative elektroder, er prisen på dette klæbemiddel omkring en tiendedel af de to mest almindeligt anvendte
Indlægstid: 25-apr-2023