1. Проблеми загађења након рециклаже литијум-гвожђе фосфата
Тржиште рециклаже батерија је огромно и, према релевантним истраживачким институцијама, очекује се да ће укупна количина искоришћених батерија у Кини достићи 137,4 MWh до 2025. године.
Узимање литијум-гвожђе-фосфатне батеријеНа пример, постоје углавном два начина за рециклажу и коришћење сродних истрошених батерија: један је каскадно коришћење, а други је демонтажа и рециклажа.
Каскадно коришћење се односи на употребу литијум-гвожђе-фосфатних батерија са преосталим капацитетом између 30% и 80% након растављања и рекомбинације, и њихову примену у областима са ниском густином енергије као што је складиштење енергије.
Демонтажа и рециклажа, као што и само име каже, односе се на демонтажу литијум-гвожђе-фосфатних батерија када је преостали капацитет мањи од 30%, и опоравак њихових сировина, као што су литијум, фосфор и гвожђе у позитивној електроди.
Демонтажа и рециклажа литијум-јонских батерија могу смањити експлоатацију нових сировина ради заштите животне средине, а такође имају и велику економску вредност, значајно смањујући трошкове рударства, трошкове производње, трошкове рада и трошкове распореда производне линије.
Фокус демонтаже и рециклаже литијум-јонских батерија се углавном састоји од следећих корака: прво, сакупљање и класификација отпадних литијумских батерија, затим демонтажа батерија и коначно одвајање и рафинисање метала. Након операције, рециклирани метали и материјали могу се користити за производњу нових батерија или других производа, што значајно штеди трошкове.
Међутим, сада, укључујући и групу компанија за рециклажу батерија, као што је подружница Ningde Times Holding Co., Ltd. Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., све се суочавају са трновитим проблемом: рециклажа батерија производи токсичне нуспроизводе и емитује штетне загађиваче. Тржишту су хитно потребне нове технологије за побољшање загађења и токсичности рециклаже батерија.
2. ЛБНЛ је пронашао нове материјале за решавање проблема загађења након рециклаже батерија.
Недавно је Национална лабораторија Лоренс Беркли (LBNL) у Сједињеним Државама објавила да су пронашли нови материјал који може рециклирати отпадне литијум-јонске батерије само водом.
Национална лабораторија Лоренс Беркли основана је 1931. године и њоме управља Универзитет Калифорније за Канцеларију за науку Министарства енергетике САД. Добитница је 16 Нобелових награда.
Нови материјал који је изумела Национална лабораторија Лоренс Беркли назива се брзоотпуштајуће везиво. Литијум-јонске батерије направљене од овог материјала могу се лако рециклирати, еколошки су прихватљиве и нетоксичне. Потребно их је само раставити и ставити у алкалну воду, а затим нежно протресати да би се одвојили потребни елементи. Затим се метали филтрирају из воде и осуше.
У поређењу са тренутном рециклажом литијум-јонских батерија, која укључује уситњавање и млевење батерија, након чега следи сагоревање ради одвајања метала и елемената, она има озбиљну токсичност и лоше еколошке перформансе. Нови материјал је у поређењу са њим као дан и ноћ.
Крајем септембра 2022. године, ова технологија је изабрана као једна од 100 револуционарних технологија развијених широм света 2022. године од стране R&D 100 Awards.
Као што знамо, литијум-јонске батерије се састоје од позитивних и негативних електрода, сепаратора, електролита и структурних материјала, али како су ове компоненте комбиноване у литијум-јонским батеријама није добро познато.
Код литијум-јонских батерија, критични материјал који одржава структуру батерије је лепак.
Ново брзоотпуштајуће везиво које су открили истраживачи Националне лабораторије Лоренс Беркли направљено је од полиакрилне киселине (ПАА) и полиетилен имина (ПЕИ), који су повезани везама између позитивно наелектрисаних атома азота у ПЕИ и негативно наелектрисаних атома кисеоника у ПАА.
Када се брзоодвојиво везиво стави у алкалну воду која садржи натријум хидроксид (Na+OH-), јони натријума изненада улазе на место лепљења, раздвајајући два полимера. Раздвојени полимери се растварају у течности, ослобађајући све уграђене компоненте електроде.
Што се тиче трошкова, када се користи за производњу позитивних и негативних електрода литијумских батерија, цена овог лепка је око једне десетине од цене два најчешће коришћена лепка.
Време објаве: 25. април 2023.