1.Праблемы забруджвання пасля перапрацоўкі фасфату літыя і жалеза
Рынак перапрацоўкі акумулятараў вялізны, і, па дадзеных адпаведных навукова-даследчых устаноў, чакаецца, што да 2025 года агульны аб'ём накапляльных акумулятараў у Кітаі дасягне 137,4 МВт·г.
Прымаючы літый-жалеза-фасфатныя батарэінапрыклад, існуе ў асноўным два спосабы перапрацоўкі і ўтылізацыі адпрацаваных акумулятараў: адзін - каскаднае выкарыстанне, а другі - дэмантаж і перапрацоўка.
Каскаднае выкарыстанне адносіцца да выкарыстання літый-жалеза-фасфатных акумулятараў з астатняй ёмістасцю ад 30% да 80% пасля разборкі і рэкамбінацыі, а таксама іх прымянення ў месцах з нізкай шчыльнасцю энергіі, напрыклад, у назапашвальніках энергіі.
Дэмантаж і перапрацоўка, як вынікае з назвы, адносіцца да дэмантажу літый-жалеза-фасфатных акумулятараў, калі астатняя ёмістасць складае менш за 30%, і аднаўлення іх сыравіны, напрыклад літыя, фосфару і жалеза ў станоўчым электродзе.
Дэмантаж і перапрацоўка літый-іённых акумулятараў можа скараціць здабычу новай сыравіны для аховы навакольнага асяроддзя, а таксама мець вялікую эканамічную каштоўнасць, значна зніжаючы выдаткі на здабычу, вытворчыя выдаткі, выдаткі на працоўную сілу і выдаткі на размяшчэнне вытворчай лініі.
Дэмантаж і перапрацоўка літый-іённых акумулятараў галоўным чынам складаецца з наступных этапаў: спачатку збіраюць і класіфікуюць адпрацаваныя літыевыя акумулятары, затым дэмантуюць акумулятары і, нарэшце, аддзяляюць і ачышчаюць металы.Пасля аперацыі адноўленыя металы і матэрыялы могуць быць выкарыстаны для вытворчасці новых акумулятараў або іншых вырабаў, значна зэканоміўшы выдаткі.
Аднак цяпер, уключаючы групу кампаній па перапрацоўцы акумулятараў, такіх як даччыная кампанія Ningde Times Holding Co., Ltd., Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., усе сутыкаюцца з цяжкай праблемай: перапрацоўка акумулятараў будзе ствараць таксічныя пабочныя прадукты і выкідваць шкодныя забруджвальныя рэчывы. .Рынку тэрмінова патрэбныя новыя тэхналогіі для зніжэння ўзроўню забруджвання і таксічнасці перапрацоўкі батарэй.
2.LBNL знайшоў новыя матэрыялы для вырашэння праблем забруджвання пасля перапрацоўкі батарэй.
Нядаўна Нацыянальная лабараторыя Лоўрэнса Берклі (LBNL) у Злучаных Штатах абвясціла, што яны знайшлі новы матэрыял, які можа перапрацоўваць адпрацаваныя літый-іённыя акумулятары толькі вадой.
Нацыянальная лабараторыя Лоўрэнса Берклі была заснавана ў 1931 годзе і кіруецца Каліфарнійскім універсітэтам для навуковага аддзела Міністэрства энергетыкі ЗША.Ён атрымаў 16 Нобелеўскіх прэмій.
Новы матэрыял, вынайдзены Нацыянальнай лабараторыяй Лоўрэнса Берклі, называецца Quick-Release Binder.Літый-іённыя батарэі, вырабленыя з гэтага матэрыялу, можна лёгка перапрацаваць, яны экалагічна чыстыя і нетоксичны.Іх трэба толькі разабраць і пакласці ў шчолачную ваду, асцярожна страсянуць, каб аддзяліць неабходныя элементы.Затым металы адфільтроўваюць з вады і сушаць.
У параўнанні з цяперашняй перапрацоўкай літый-іённых батарэй, якая ўключае здрабненне і драбненне батарэй з наступным спальваннем для падзелу металу і элементаў, яна мае сур'ёзную таксічнасць і дрэнныя экалагічныя характарыстыкі.Новы матэрыял у параўнанні як дзень і ноч.
У канцы верасня 2022 г. гэтая тэхналогія была выбрана ў якасці адной са 100 рэвалюцыйных тэхналогій, распрацаваных ва ўсім свеце ў 2022 г. узнагародай R&D 100 Awards.
Як мы ведаем, літый-іённыя батарэі складаюцца з станоўчых і адмоўных электродаў, сепаратара, электраліта і канструкцыйных матэрыялаў, але тое, як гэтыя кампаненты спалучаюцца ў літый-іённых батарэях, недастаткова вядома.
У літый-іённых батарэях найважнейшым матэрыялам, які падтрымлівае структуру батарэі, з'яўляецца клей.
Новы Quick-Release Binder, знойдзены даследчыкамі Нацыянальнай лабараторыі Лоўрэнса Берклі, зроблены з поліакрылавай кіслаты (PAA) і поліэтыленіміну (PEI), якія злучаныя сувязямі паміж станоўча зараджанымі атамамі азоту ў PEI і адмоўна зараджанымі атамамі кіслароду ў PAA.
Калі Quick-Release Binder змяшчаецца ў шчолачную ваду, якая змяшчае гідраксід натрыю (Na+OH-), іёны натрыю раптоўна трапляюць у месца клею, падзяляючы два палімеры.Аддзеленыя палімеры раствараюцца ў вадкасці, вызваляючы любыя ўбудаваныя кампаненты электродаў.
З пункту гледжання кошту, пры выкарыстанні для вытворчасці станоўчых і адмоўных электродаў літыевых батарэй цана гэтага клею складае прыкладна адну дзесятую ад двух найбольш часта выкарыстоўваюцца
Час публікацыі: 25 красавіка 2023 г