1. Праблемы забруджвання пасля перапрацоўкі фасфату літыя і жалеза
Рынак перапрацоўкі акумулятараў велізарны, і, паводле звестак адпаведных даследчых устаноў, да 2025 года агульны аб'ём выведзеных з эксплуатацыі акумулятараў у Кітаі дасягне 137,4 МВт·г.
Прымаючы літый-жалеза-фасфатныя акумулятарыНапрыклад, існуе два асноўныя спосабы перапрацоўкі і ўтылізацыі адпрацаваных акумулятараў: адзін — каскадная ўтылізацыя, а другі — дэмантаж і перапрацоўка.
Каскаднае выкарыстанне азначае выкарыстанне літый-жалеза-фасфатных акумулятараў з рэшткавай ёмістасцю ад 30% да 80% пасля разборкі і рэкамбінацыі, а таксама іх прымяненне ў галінах з нізкай шчыльнасцю энергіі, такіх як назапашванне энергіі.
Дэмантаж і перапрацоўка, як вынікае з назвы, азначаюць разборку літый-жалеза-фасфатных акумулятараў, калі астатняя ёмістасць складае менш за 30%, і аднаўленне іх сыравіны, такой як літый, фосфар і жалеза, у станоўчым электродзе.
Дэмантаж і перапрацоўка літый-іённых акумулятараў могуць скараціць здабычу новай сыравіны для абароны 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 у асноўным заключаюцца ў наступных этапах: спачатку збіраюць і класіфікуюць адпрацаваныя літыевыя акумулятары, затым разбіраюць акумулятары і, нарэшце, аддзяляюць і ачышчаюць металы. Пасля аперацыі адноўленыя металы і матэрыялы можна выкарыстоўваць для вытворчасці новых акумулятараў або іншых вырабаў, што значна эканоміць выдаткі.
Аднак цяпер група кампаній па перапрацоўцы акумулятараў, такіх як даччыная кампанія Ningde Times Holding Co., Ltd. Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., сутыкаецца са складанай праблемай: перапрацоўка акумулятараў прыводзіць да ўтварэння таксічных пабочных прадуктаў і выкідаў шкодных забруджвальных рэчываў. Рынку тэрмінова патрэбныя новыя тэхналогіі для паляпшэння якасці перапрацоўкі акумулятараў і зніжэння іх таксічнасці.
2. LBNL знайшла новыя матэрыялы для вырашэння праблем забруджвання пасля перапрацоўкі батарэй.
Нядаўна Нацыянальная лабараторыя імя Лоўрэнса ў Берклі (LBNL) у ЗША абвясціла аб выяўленні новага матэрыялу, які можа перапрацоўваць адпрацаваныя літый-іённыя акумулятары з дапамогай толькі вады.
Нацыянальная лабараторыя імя Лоўрэнса ў Берклі была заснавана ў 1931 годзе і кіруецца Каліфарнійскім універсітэтам па замове Навуковага ўпраўлення Міністэрства энергетыкі ЗША. Яна атрымала 16 Нобелеўскіх прэмій.
Новы матэрыял, вынайдзены Нацыянальнай лабараторыяй імя Лоўрэнса ў Берклі, называецца хуткааддзяляльным злучальным рэчывам. Літый-іённыя акумулятары, вырабленыя з гэтага матэрыялу, лёгка перапрацоўваюцца, яны экалагічна чыстыя і нетаксічныя. Іх трэба толькі разабраць і апусціць у шчолачную ваду, а затым акуратна страсянуць, каб аддзяліць патрэбныя элементы. Затым металы фільтруюцца з вады і сушацца.
У параўнанні з існуючай перапрацоўкай літый-іённых акумулятараў, якая прадугледжвае драбненне і здрабненне, а затым спальванне для аддзялення металу і элементаў, гэты матэрыял мае сур'ёзную таксічнасць і дрэнныя экалагічныя паказчыкі. Новы матэрыял у параўнанні з ім — як дзень і ноч.
У канцы верасня 2022 года гэтая тэхналогія была абраная адной са 100 рэвалюцыйных тэхналогій, распрацаваных ва ўсім свеце ў 2022 годзе, у рамках прэміі R&D 100 Awards.
Як вядома, літый-іённыя акумулятары складаюцца з станоўчых і адмоўных электродаў, сепаратара, электраліта і канструкцыйных матэрыялаў, але як гэтыя кампаненты спалучаюцца ў літый-іённых акумулятарах, не вельмі добра вядома.
У літый-іённых акумулятарах найважнейшым матэрыялам, які падтрымлівае структуру акумулятара, з'яўляецца клей.
Новы хуткааддзяляльны звязальны матэрыял, адкрыты даследчыкамі Нацыянальнай лабараторыі імя Лоўрэнса ў Берклі, выраблены з поліакрылавай кіслаты (PAA) і поліэтыленіміну (PEI), якія злучаны сувязямі паміж станоўча зараджанымі атамамі азоту ў PEI і адмоўна зараджанымі атамамі кіслароду ў PAA.
Калі хуткааддзяляльны звязальны матэрыял змяшчаюць у шчолачную ваду, якая змяшчае гідраксід натрыю (Na+OH-), іоны натрыю раптоўна трапляюць у месца адгезіі, раздзяляючы два палімеры. Падзеленыя палімеры раствараюцца ў вадкасці, вызваляючы любыя ўбудаваныя кампаненты электрода.
Што тычыцца кошту, то пры выкарыстанні для вырабу станоўчых і адмоўных электродаў літыевых батарэй кошт гэтага клею складае прыкладна адну дзясятую ад двух найбольш часта выкарыстоўваных.
Час публікацыі: 25 красавіка 2023 г.