牙医办公室的一种工具能更好地回收锂离子电池吗?

由安德鲁·阿博特教授领导的莱斯特大学的研究人员正在利用超声波从电极中分离出有价值的材料,这样在电池使用寿命结束时,元件就可以从电池中完全回收。

这些努力是艾伯特团队的一部分,法拉第机构该公司旨在加速电池领域的新发展。

锂离子电池是如何回收的

目前的锂离子电池回收方法通常是将报废电池放入碎纸机或高温反应堆。这种能源密集型的装置需要一系列复杂的物理和化学过程。

艾伯特和他的团队想把电池拆开,而不是撕碎。根据雅培和该团队的说法,拆卸电池可以回收更多的部件,而且是以最纯净的形式。

超声波分层技术有效地“炸掉”电极上的活性物质,留下原始的铝或铜。该工艺被证明在去除石墨和锂镍锰钴氧化物(俗称NMC)方面非常有效。

这项研究已经发表在绿色化学研究人员已经为这项技术申请了专利。

“这种新方法比传统的电池回收技术要快100倍,更环保,回收材料的纯度也更高。”阿博特在最近的一份新闻稿中说

据研究,锂离子电池的超声波拆解回收了约80%的原材料。

“它的工作原理与牙医的超声波除垢器相同,它会破坏涂层和基体之间的粘合剂。”

研究人员正在与几家电池制造商和回收公司进行初步讨论,希望在2021年在一个工业地点放置一项技术演示,更长期的目标是获得这项技术的许可。

该团队希望,这项技术最初将被用于将回收材料直接送入电池生产线。

在简短的问答中金宝搏官网下面,阿博特将详细解释回收过程。

金宝搏官网:莱斯特大学最近发布的新闻说你的方法有效地爆破活性物质这具体涉及到什么?这听起来很激烈(而且很难?)你能一步步告诉我们吗?

教授安德鲁•阿伯特:该过程能量相对较低。超声波会产生气泡,当它们撞击表面时就会发生内爆,导致表面上的软层破裂并脱离表面。这一过程如图所示。你也可以请在这里观看操作过程,以及一个快速的帧速视频,显示了从表面分裂的活动层。

金宝搏官网你能给我们介绍一下这段视频里发生了什么吗?

阿伯特:在视频中,复合电极正在通过框架的右侧,金属电流集电极在左侧被恢复。在一个连续循环的浴槽中,从液体中过滤出活性物质。在视频中,我们使用了石墨涂层的铜阳极,只是为了展示铜和石墨之间的收缩。它同样适用于nmc涂层的铝阴极,但视觉反差更小。

框架中心喇叭产生的超声波打破了铜与石墨/聚合物层之间的粘接,使样品得以分离。最初,处理的目标是生产废料,但它同样适用于报废的细胞。视频中输入的电极是生产废料。金属需要重新熔化和轧制,活性材料可以重复使用,如果它没有被循环。

金宝搏官网是什么激发了您(和您的团队)尝试这种“牙医式”的方法?这种方法被认为是非常规的吗?

阿伯特:当我们开始表征电极上活性层的机械性能时,我们发现黏附键相对较弱,所以我们认为,如果我们能针对它打破活性层和衬底之间的键,超声波可能是有用的。

金宝搏官网你接下来的工作是什么?这项工作最让你兴奋的地方是什么?

阿伯特我们正在研究细胞设计和新型粘合剂,使活性层更容易去除。我们想开发一个回收过程,打开电池安全,并将阳极从阴极分离。

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