中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:鋰離子電池是平板電腦、手機(jī)和汽車(chē)的主要?jiǎng)恿?lái)源。隨著市場(chǎng)對(duì)電力存儲(chǔ)的不穩(wěn)定可再生能源的需求不斷增長(zhǎng),對(duì)鋰離子電池的需求也越來(lái)越高。但是,目前鋰金屬資源有限、成本較高,而且含有毒物質(zhì)的廢舊電池?cái)?shù)量增加。

(圖片來(lái)源:onlinelibrary.wiley.com)
據(jù)外媒報(bào)道,在德國(guó)期刊《應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie)上,中國(guó)研究人員介紹了一種從廢舊鋰離子電池中回收鋰的新方法。
鋰離子電池回收是一項(xiàng)艱巨的任務(wù),回收優(yōu)質(zhì)鋰以供再次使用的過(guò)程復(fù)雜且昂貴。大多數(shù)回收工藝的目標(biāo)是從陰極(電池放電時(shí)大部分鋰所在的位置)中提取鋰。然而,這些鋰會(huì)與陰極中的其他金屬一起沉淀出來(lái),難以進(jìn)行分離。
從陽(yáng)極(主要由石墨構(gòu)成)中提取鋰的效率明顯更高,并且可以在不預(yù)先對(duì)電池放電的情況下進(jìn)行。然而,由于具有高反應(yīng)性,如果像平常一樣用水溶液浸出陽(yáng)極中的鋰,起火和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)很高。這些反應(yīng)可能釋放大量能量并產(chǎn)生氫氣。
中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所(ICCAS)和中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(UCAS)郭玉國(guó)和孟慶海負(fù)責(zé)的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出可以避免這些問(wèn)題的替代方法。研究人員使用非質(zhì)子有機(jī)溶液代替水,從陽(yáng)極中回收鋰。非質(zhì)子物質(zhì)不能釋放任何氫離子,因此不能形成氫氣。
該溶液由多環(huán)芳烴(PAH)和作為溶劑的醚組成。某些PAH可以從石墨陽(yáng)極中吸收帶正電的鋰離子和一個(gè)電子。在溫和的條件下,這種氧化還原反應(yīng)可控且非常有效。利用四甘醇二甲醚中的PAH芘,幾乎可以完全溶解陽(yáng)極中的活性鋰。
另一優(yōu)點(diǎn)是,由此產(chǎn)生的鋰-PAH 溶液可以直接用作反應(yīng)物,例如,在預(yù)處理或再生廢舊陰極時(shí)向新陽(yáng)極添加鋰。PAH/溶劑系統(tǒng)可以進(jìn)行調(diào)整,以針對(duì)所處理的材料進(jìn)行優(yōu)化。
這種回收工藝高效且成本低,不僅降低了安全風(fēng)險(xiǎn),而且有助于避免浪費(fèi),為可持續(xù)回收鋰離子電池開(kāi)辟了新前景。