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研究人员开发创新工艺 以实现大规模回收锂离子电池

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58京牌 随着推广使用,报废的电池数量将逐渐增多。目前的回收基础设施,还不足以应对大规模回收。,作为ReCell团队的一部分,密歇根理工大学( MTU) 的研究人员开发了一种创新工艺,用于分离正极(电池中带正电荷的电极)中的有价值材料。

(图片来源:阿贡实验室)

阿贡材料工程研究中心(Materials Engineering Research Facility at Argonne)的科学家正在进一步拓展MTU的创新分离工艺,为大规模回收电动汽车电池铺平道路。由于电动汽车电池的正极材料根据汽车制造商和生产年份而有所不同,回收商只能使用锂金属氧化物的混合物,如钴酸锂、锂镍锰钴氧化物、锂镍钴铝氧化物、磷酸铁锂等,并分离出每一种材料,以便重复使用。

MTU和ReCell的研究人员通过改良一种名为泡沫浮选(froth flotation)的旧工艺,来分离单种正极材料。

多年来,采矿业通过泡沫浮选来分离和提纯矿石。根据材料是排水漂浮,还是吸水下沉,在浮选池中进行分离。通常情况下,正极材料会下沉,难以相互分离。ReCell团队在实验中使用的锂镍锰钴氧化物(NMC111)和锂锰氧化物(LMO)也是如此,这是两种常见的电动汽车电池正极材料。研究人员发现,通过引入一种使目标物质排斥水的化学物质,使正极材料NMC111漂浮起来,就可以实现材料分离。

在正极材料被分离后,研究人员通过测试确定,该过程对材料的电化学性能的影响可以忽略不计。二者的纯度都很高,可达到95%或以上。阿贡材料科学家Jessica Durham表示:“这很重要。如果电池行业人士打算购买回收的正极材料,并在新电池中重复使用,就不会无视纯度。”

ReCell的发现有望产生广泛的影响,比如降低锂离子电池的回收成本;刺激废旧锂离子电池回收盈利市场的增长;降低电动汽车生产商和消费者的成本和费用。

目前,ReCell中心的团队正专注于逐步创建完整的锂离子电池回收工艺,使其具有经济可行性,以促进广泛应用。

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