Инновации в области устаревшего лития

Чтобы сделать литий-ионную батарею, необходимо добыть и очистить компоненты. Катоды изготавливаются, а батареи производятся. Когда эти батареи перестают держать заряд, их приходится перерабатывать, чтобы восстановить как можно больше металлов и пластмасс.

Статья из | ЭРИ

Недавно появилась новость о том, что технологическая фирма разработала новую литий-ионную батарею, занимающую меньше места. Он заменяет графит в анодах кремнием. Он содержит больше энергии. Фактически, при использовании в фитнес-трекере плотность энергии батареи была примерно на 20% выше.

Сейчас новые батареи с кремниевым анодом используются в носимых фитнес-трекерах. Компания, которая их разработала, имеет партнерские отношения с BMW и Daimler. Хотя технологии производства литий-ионных аккумуляторов продолжаются, существуют ли какие-либо инновации в утилизации и переработке отслуживших свой срок литий-ионных аккумуляторов?

Чтобы сделать литий-ионную батарею, необходимо добыть и очистить компоненты. Катоды изготавливаются, а батареи производятся. Когда эти батареи перестают держать заряд, их приходится перерабатывать, чтобы восстановить как можно больше металлов и пластмасс. Это позволяет использовать их снова для изготовления новых батарей.

Люди часто считают, что это нерентабельный процесс. Правда в том, что благодаря инновациям в производстве и переработке литий-ионные аккумуляторы являются экономически эффективными в производстве и переработке. Все сводится к изменениям в технологиях.

Есть более важная причина обратить внимание на переработку аккумуляторов с истекшим сроком службы. Эксперты полагают, что запасы кобальта и лития будут ограничены, начиная с 2024 года. Ожидается, что запасы никеля будут в порядке до 2025 года, но в какой-то момент эти запасы также могут начать сокращаться. Достижения в производстве аккумуляторов и ориентация на переработку этих драгоценных материалов являются важными шагами в производстве.

Департамент США объединился с Национальной ассоциацией производителей электротехники для разработки стандартов переработки литий-ионных батарей. Как только эти стандарты переработки будут введены в действие, утилизация и переработка аккумуляторов с истекшим сроком службы станут в центре внимания. Тем временем многие компании и организации уже усердно работают над изменением ситуации с литий-ионными аккумуляторами.

В настоящее время металлы в отработанных литий-ионных батареях не являются малоценными, поскольку содержат различные оксиды. У вас есть такие разновидности, как литий-кобальт, литий-никель-марганец-кобальт, литий-никель-кобальт-алюминий, литий-железо-фосфат. Производители аккумуляторов ищут чистые металлы. Качество важно. Аргоннская национальная лаборатория Министерства энергетики обнаружила экономически эффективный способ переработки литий-ионных батарей. Это не легко.

Министерство энергетики обнаружило, что пенная флотация может разделять материалы. Как работает пенная флотация? Оксиды отработанных аккумуляторов поступают во флотационные резервуары, а с помощью мешалок нагнетается воздух, способствующий вспениванию раствора. Катодные материалы обычно опускаются на дно после поглощения воды. В этом случае они обнаружили, что добавление химической добавки, предотвращающей поглощение воды, вызывало всплывание оксида лития, никеля, марганца, кобальта. Это привело к тому, что оксид лития-марганца утонул.

После разделения они протестировали катодные материалы. Они имели степень чистоты более 95%. Благодаря этому открытию увеличивается вероятность того, что производители аккумуляторов будут покупать переработанные материалы, а не только что добытые.

Исследование Вустерского политехнического института показало, что батареи, изготовленные из переработанных материалов, работают лучше. В этом исследовании профессора Яна Вана был протестирован переработанный катодный порошок и сравнен с новым порошком. Все переработанные материалы прослужили более чем на 50% дольше.

Порошок, изготовленный из нового катодного порошка, потерял емкость до 70% после 7600 циклов. Что касается переработанного катодного порошка, он прошел 11 600 циклов, прежде чем его емкость снизилась до 70%. В этом исследовании переработанные батареи оказались лучшим вариантом.