研究人员开发电池回收新工艺 不仅节省能源且节省原材料

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电动汽车、智能手机和便携式设备的普及,使全球充电电池的制造每年增加约25%。许多用于电池的原材料,比如钴,可能很快就会出现供应短缺。欧盟委员会正在准备一项新的电池法令,要求回收电池中95%的钴。然而,现有的电池回收方法还远远不够完善。

阿尔托大学(Aalto University)的研究人员现在发现,含有钴的锂电池的电极在被锂饱和后可以重复使用。传统的回收通常是通过熔化或溶解电池来提取金属,与之相比,新工艺节省了宝贵的原材料,可能还节省了能源。

研究人员开发电池回收新工艺 不仅节省能源且节省原材料

从电池中取出电极。电极由例如铝或铜制成的薄膜组成,该薄膜覆盖有一层薄薄的活性材料。照片:阿尔托大学


在我们早期关于锂钴氧化物电池老化的研究中,我们注意到电池老化的主要原因之一是电极材料中锂的消耗,阿尔托大学的Tanja Kallio教授解释说,尽管如此,这种结构还是可以保持相对稳定,所以我们想看看它们是否可以重复使用。


可充电锂离子电池有两个电极,带电粒子在两个电极之间移动。锂钴氧化物用于一个电极,而在大多数电池中,另一个电极由碳和铜制成。


在传统的电池回收方法中,一些电池的原材料会丢失,锂钴氧化物会转化为其他钴化合物,这需要一个漫长的化学精炼过程才能将它们重新转化为电极材料。这种新方法避免了这一艰苦的过程:通过工业上常用的电解过程来补充电极中的废锂,钴化合物可以直接重复使用。

研究人员开发电池回收新工艺 不仅节省能源且节省原材料

结果表明,新饱和锂电极的性能几乎与新材料制成的电极一样好。Kallio相信,随着进一步的发展,这种方法也将在工业规模上发挥作用。


通过对电池结构的再利用,我们可以避免在回收过程中常见的大量劳动力,同时还可能节约能源。我们相信这种方法可以帮助开发工业回收的公司。


研究人员的下一个目标是看看同样的方法是否也可以用于电动汽车的镍电池。


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