創新技術: 簡化的鋰離子電池回收工藝, 使得電池成本下降約50%

電動汽車的全面漲價還在繼續,鋰離子電池金屬的價格還在持續上漲,看不到緩解的希望。

鋰離子電池是幾乎所有電動汽車及科技數碼電子產品的動力來源。目前的電池金屬採礦作業無法滿足電池飆升的需求。

這意味著回收現有電池對於滿足日益旺盛的電動汽車電池的需求及可持續地改變全球能源系統至關重要,因此,很多國家投入了大量的科研經費用以研發廢舊鋰離子電池的回收工藝,使得鋰離子電池的回收研發進展迅速。

還是那句話,只要經費到位,這個世界不缺聰明的人!

最近伍斯特理工學院的Todd Keiller和Ascend Elements 的聯合創始人Yan Wang教授和 Eric Gratz 獲得 2022 年 AUTM 的 Better World Project 獎!

創新技術: 簡化的鋰離子電池回收工藝, 使得電池成本下降約50%

該獎表彰了他們在鋰離子電池回收工藝上的巨大貢獻,他們的鋰離子電池回收工藝和陰極製造技術令人驚歎!

他們的主要貢獻是研發了一項創新技術,命名為Hydro-to-Cathode(氫-陰極工藝),陰極是鋰離子電池中最昂貴的元件。

傳統的鋰離子電池回收工藝是將整個電池拆卸並切碎,然後將它們溶解於酸中,再從中回收化學元素或簡單的化合物,即從廢舊電池材料中濾出並回收金屬,這個過程會消耗很多能源,費時,成本也比較高。

這個研究團隊也用了一個類似的過程,但是他們的創新點在於沒有將電池完全分解成化學元素,而是完整地保留了舊的陰極材料。他們在將電池切碎後,物理移除不需要的部分並去除雜質,單獨回收剩下的陰極材料。

創新技術: 簡化的鋰離子電池回收工藝, 使得電池成本下降約50%

這個工藝區別於其他工藝的地方是,它簡化了回收利用過程,濾出雜質,將有價值的金屬保留在溶液中,並消除了回收流程中的多個步驟。

他們利用回收的材料進行升級後,陰極電池的迴圈壽命比傳統陰極電池的長 50% 以上,其功率能力提高了 88%!

他們用類似的工藝還可從廢鋰離子電池中生產電池級石墨材料,這項工藝他們稱為Hydro-to-Anode(氫-陽極工藝)。該工藝技術具有超過 99。9% 純石墨的穩定產量以及與原始電池級石墨負極材料相當的能量容量和迴圈壽命。

回收石墨用於電池的能力有助於解決電池供應鏈中的另一個關鍵材料挑戰,並最大限度地減少開採新材料的需求。

人們通常認為鋰離子電池回收只是針對報廢電池,但電池製造過程中產生的廢物是目前電池回收市場的最大部分,並透過回收其產生的每一點廢電池材料來減少對環境的影響。節省寶貴的材料並降低電池生產成本。

創新技術: 簡化的鋰離子電池回收工藝, 使得電池成本下降約50%

與傳統方法相比,該研究團隊稱他們的鋰離子電池回收工藝是直接從廢鋰離子電池中合成新的活性材料,因此更高效、更可持續,從而使得電池的製造成本降低了50%!

“他們可以製造的陰極與我們一直在進口的商業材料一樣好,甚至更好,”美國阿貢國家實驗室的交通分析師兼ReCell中心的首席科學家琳達蓋恩斯說。

該研究團隊計劃在今年年底之前建造一個年處理1萬噸電池的設施,以期下一代的電動汽車鋰離子電池能受益於這項卓越的電池回收工藝,從而大幅度的降價。

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作者博士畢業於中國科學院,現在美國藤校做研究,技術控一枚,接觸一線科技研發,樂於分享,歡迎關注科技酷探。