1. Težave z onesnaženjem po recikliranju litijevega železovega fosfata
Trg recikliranja baterij je ogromen in po podatkih ustreznih raziskovalnih institucij naj bi skupna količina odsluženih baterij na Kitajskem do leta 2025 dosegla 137,4 MWh.
Jemanje litijeve železove fosfatne baterijeNa primer, obstajata predvsem dva načina za recikliranje in uporabo odsluženih baterij: eden je kaskadna uporaba, drugi pa razstavljanje in recikliranje.
Kaskadna uporaba se nanaša na uporabo litijevih železovih fosfatnih baterij s preostalo kapaciteto med 30 % in 80 % po razstavitvi in rekombinaciji ter njihovo uporabo na področjih z nizko gostoto energije, kot je shranjevanje energije.
Razstavljanje in recikliranje, kot že ime pove, se nanaša na razstavljanje litijevih železovih fosfatnih baterij, ko je preostala kapaciteta manjša od 30 %, in na predelavo njihovih surovin, kot so litij, fosfor in železo, v pozitivni elektrodi.
Razstavljanje in recikliranje litij-ionskih baterij lahko zmanjšata pridobivanje novih surovin za varstvo okolja in imata tudi veliko ekonomsko vrednost, saj močno zmanjšata stroške rudarjenja, proizvodne stroške, stroške dela in stroške postavitve proizvodne linije.
Razstavljanje in recikliranje litij-ionskih baterij se osredotoča predvsem na naslednje korake: najprej se zberejo in razvrstijo odpadne litijeve baterije, nato se baterije razstavijo in na koncu se kovine ločijo in prečistijo. Po postopku se lahko pridobljene kovine in materiali uporabijo za proizvodnjo novih baterij ali drugih izdelkov, kar znatno prihrani stroške.
Vendar pa se zdaj, vključno s skupino podjetij za recikliranje baterij, kot je hčerinsko podjetje Ningde Times Holding Co., Ltd., Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., vsa soočajo s perečo težavo: recikliranje baterij bo povzročilo strupene stranske produkte in oddajalo škodljiva onesnaževala. Trg nujno potrebuje nove tehnologije za zmanjšanje onesnaževanja in toksičnosti recikliranja baterij.
2. LBNL je našel nove materiale za reševanje težav z onesnaževanjem po recikliranju baterij.
Nedavno je Nacionalni laboratorij Lawrence Berkeley (LBNL) v Združenih državah Amerike objavil, da so našli nov material, ki lahko reciklira odpadne litij-ionske baterije samo z vodo.
Nacionalni laboratorij Lawrence Berkeley je bil ustanovljen leta 1931 in ga upravlja Univerza v Kaliforniji za Znanstveni urad Ministrstva za energijo ZDA. Prejel je 16 Nobelovih nagrad.
Nov material, ki ga je izumil Nacionalni laboratorij Lawrence Berkeley, se imenuje hitro snemljivo vezivo. Litij-ionske baterije, izdelane iz tega materiala, je mogoče enostavno reciklirati, so okolju prijazne in nestrupene. Le razstaviti jih je treba in jih dati v alkalno vodo ter nežno pretresti, da se ločijo potrebni elementi. Nato se kovine filtrirajo iz vode in posušijo.
V primerjavi s trenutnim recikliranjem litij-ionskih baterij, ki vključuje drobljenje in mletje baterij, ki mu sledi sežiganje za ločevanje kovin in elementov, je ta material resno toksičen in ima slabe okoljske lastnosti. Novi material je v primerjavi z njim kot noč in dan.
Konec septembra 2022 je bila ta tehnologija v okviru nagrad R&D 100 Awards izbrana za eno od 100 revolucionarnih tehnologij, razvitih po vsem svetu leta 2022.
Kot vemo, so litij-ionske baterije sestavljene iz pozitivnih in negativnih elektrod, separatorja, elektrolita in strukturnih materialov, vendar ni dobro znano, kako so te komponente združene v litij-ionskih baterijah.
Pri litij-ionskih baterijah je lepilo ključni material, ki ohranja strukturo baterije.
Novo hitro sproščujoče vezivo, ki so ga odkrili raziskovalci Nacionalnega laboratorija Lawrence Berkeley, je narejeno iz poliakrilne kisline (PAA) in polietilen imina (PEI), ki sta povezana z vezmi med pozitivno nabitimi atomi dušika v PEI in negativno nabitimi atomi kisika v PAA.
Ko hitro snemljivo vezivo damo v alkalno vodo, ki vsebuje natrijev hidroksid (Na+OH-), natrijevi ioni nenadoma vstopijo na mesto lepljenja in ločijo polimera. Ločeni polimeri se raztopijo v tekočini in sprostijo vse vgrajene komponente elektrode.
Kar zadeva stroške, je cena tega lepila pri izdelavi pozitivnih in negativnih elektrod litijevih baterij približno desetina cene dveh najpogosteje uporabljenih lepil.
Čas objave: 25. april 2023