鉅大LARGE | 點擊量:1174次 | 2019年06月26日
美新制程可在常壓下運行,鋰電池陰極回收更簡單與安全
為了不浪費金屬資源與破壞環境,越來越多科學家已注意到鋰離子電池回收議題,像是美國加州大學圣地牙哥分校(UCSD)近期也帶來更安全、低能耗的電池陰極回收再造方案。
電動汽車與鋰離子電池儲能系統日漸崛起,鋰離子電池使用量也與日俱增,然而全球鋰電池回收比例少得可憐,不僅浪費材料,還可能會污染環境以及造成重要金屬短缺問題,為此現在有許多科學團隊正努力循環再利用廢棄電池零件。
UCSD研究鋰電池回收技術已久,早在2017年就推出電池陰極回收再生物科技術,在這兩年間也不斷改良技術,其中團隊致力“修復”廢棄電池陰極,讓材料可重返新電池制程。在該研究中,他們首先從廢棄電池中收集陰極材料粒子,放入熱鋰鹽堿性溶液后開始加壓加熱,將溫度提高至800℃,之后再經過退火(Annealing)降溫以增加材料柔軟性、延展性和韌性,最后運用煥然一新的材料粒子制作新電極。
當時研究團隊測試指出,重生的電極儲電容量、壽命跟充放電速度都不見下滑,所消耗的能量也更少。
盡管看來UCSD2017-2018年的研究已經很不錯了,但團隊認為還是有許多需要改進的地方,UCSD團隊指出,鋰電池回收過程中,他們會將壓力加壓至10atm.(=10.1325bar),這就需要額外的安全防護措施和特殊設備,進而提高成本。
因此UCSD再次改良制程,研發出可在標準壓力中工作的技術,他們將原本的鋰鹽溶液改成由多種鹽組合的共晶鋰鹽(eutecticlithiumsalt),之后的加熱退火部分也分兩階段處理,團隊先將溫度提高至300℃,等溫度下降后,再加熱且維持在850℃數小時。
(Source:UCSD)
團隊指出,共晶鋰鹽的熔點溫度較低,加熱后會變成無溶劑液體(solvent-freeliquid),科學家可在常壓下用該液體來降解陰極材料、修復鋰離子。而目前團隊也成功再生高鎳錳鈷(NMC)電極,實驗室研究員YangShi表示,實際測試再生陰極后,團隊發現其儲電容量、壽命都跟全新的電池一樣。
UCSD納米工程教授鄭晨(ZhengChen)指出,未來團隊希望這項技術可以廣泛應用在鋰電池回收制程,與此同時團隊也正努力回收石墨與其他材料,希望可讓電池材料不再被浪費。
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