解决锂电池回收难有一种成本更低、更清洁的方

  一种让用过的阴极质料光复至初始形态的新型处置身手可以进一步节流锂离子电池的接受获本。该身手由加利福尼亚大学圣迭戈分校(University of California San Diego)的纳米工程师们研发,比如今应用的要领尤其情况友情。它应用尤其环保的因素,耗能省略了 80% 至 90%,同时温室气体的排放量也低落了 75%。

  正在 11 月 12 日公布正在《焦耳》(Joule)上的论文中,咨询职员周到先容了这项咨询劳绩。

  关于由磷酸铁锂(简称 LFP)造成的阴极,该处置身手效率尤为理念。LFP 阴极电池比其他锂离子电池本钱更低,由于它们不应用贵金属质料,譬喻钴或者镍。LFP 电池的应用寿命也更好久,更安适。它们通俗用于电动器材、电动公交车和电网。特斯拉 Model 3 也拔取了 LFP 电池。

  “鉴于上述便宜,LFP 电池将比市集上其他锂离子电池更具比赛上风。”UC 圣迭戈分校的纳米工程学老师 Zheng Chen 讲道。

  那存正在什么题目吗?“这种电池的接受获本效益不高。”Chen 说,“它处正在和塑料相似的两难境界——质料自己很低价,但接受再操纵的要领可未省钱。”

  Chen 及其团队所研发的新型接受处置身手可以低落这些本钱。该身手能正在低温(60 至 80 摄氏度)和情况压力下事情,因此比其他要领耗电更少。另表,它应用的化学物质,譬喻锂盐、氮、水和柠檬酸,都很省钱且性子温和。

  该咨询的第一作家,正在 Chen 实践室控造博士后咨询员的 Panpan Xu 说:“再操纵途理的整体流程正在特别安适的条目下实行,于是咱们无需任何特地的安适防卫程序或特地修筑。这也即是咱们电池接受获本低的因由。”

  起初,咨询职员反复轮回应用 LFP 电池,直到电池落空一半的储能容量。随后,他们把电池拆解开,搜求此中的阴极粉末,将其浸泡正在含有锂盐和柠檬酸的溶液中。接下来,他们用水洗明净溶液,等粉末干透明再加热。

  咨询职员用这些粉末造成新的阴极,正在钮扣电池(coin cell)和软包电池(pouch cell)中都实行了检测。它们的电化学本能、化学构成和机合都齐备光复至初始形态。

  跟着电池持续地轮回应用,阴极会体验两个主要的机合蜕变,导致其本能降落。起初是锂离子的亏损,这会正在阴极机合中造成空腔。其次,当晶体机合中的铁离子和锂离子调换地点时,新浪彩票会发作另一种机合蜕变。这种蜕变一朝发作,离子的地点就无法再随便切换回来,于是锂离子就会被困住,再也无法正在电池内轮回。

  本咨询提出的处置要领起初填充锂离子,让铁离子和锂离子易于切换回原始位点,从而光复阴极机合。第二步操作通过应用柠檬酸而达成,柠檬酸动作还原剂阐明影响,可向另一物质供应电子。它将电子变更至铁离子,省略其率领的正电荷。如许可能最大水平地低落电子排斥力,防卫铁离子挪动回晶体机合中的原始位点,同时将锂离子开释回轮回中。

  固然这套接受处置身手的总能耗更低,但咨询职员表现,仍需张开进一步的咨询,会意搜求、运输和处置豪爽电池等后勤题目。

  “下一个寻事即是搞领略若何优化这些后勤流程。”Chen 说,“这将让咱们的接受身手向着家当利用更近一步。”