原標題:直接回收技術修復廢舊鋰電池陰極
科技日報訊 (記者張佳欣)據(jù)最新一期《先進能源材料》雜志報道,韓國能源研究所光州清潔能源研究中心研究團隊成功研發(fā)出一種既經(jīng)濟又環(huán)保的技術,可直接回收和修復廢舊鋰離子電池中的陰極材料。
陰極材料在電池充放電過程中存儲和釋放鋰離子,在發(fā)電過程中發(fā)揮關鍵作用。
傳統(tǒng)電池回收方法是將廢舊電池粉碎,通過化學工藝提取鋰、鎳、鈷等有價值金屬。但這一過程不僅能耗巨大,而且會產(chǎn)生廢水和二氧化碳。直接回收技術能在不改變材料化學性質(zhì)的情況下回收并恢復原始材料,但需要高溫高壓條件,而且流程復雜。
研究團隊開發(fā)出一種直接回收技術,能通過簡單過程,直接修復廢舊鋰離子電池中的陰極材料,克服了傳統(tǒng)回收方法的局限性。這種創(chuàng)新方法可在常溫和常壓下進行,只需將廢舊陰極材料浸入復原溶液中,即可有效補充鋰離子,從而將其恢復至原始狀態(tài)。
新技術的關鍵在于使用復原溶液進行原電池腐蝕。當兩種不同材料在電解質(zhì)環(huán)境中接觸時,會發(fā)生原電池腐蝕,導致一種金屬選擇性腐蝕以保護另一種金屬。研究團隊利用這一“犧牲”機制,創(chuàng)新地將這種現(xiàn)象應用于電池復原中。
復原溶液中的溴在與廢舊電池中的鋁接觸時會引發(fā)自發(fā)腐蝕。在此過程中,被腐蝕的鋁會釋放出電子,隨后轉(zhuǎn)移到廢舊陰極材料上。為了保持電荷中性,復原溶液中的鋰離子會轉(zhuǎn)移到陰極材料中。鋰離子的這一過程使陰極材料恢復到了原始狀態(tài)。
此外,與需要拆卸廢舊電池的傳統(tǒng)方法不同,該復原反應直接在電池內(nèi)部進行,從而顯著提高了回收過程的效率。
研究團隊通過電化學性能測試證實,復原后的陰極材料容量與新材料相當。