財(cái)聯(lián)社（上海，編輯 黃君芝）訊，電動(dòng)汽車的日益普及無(wú)疑對(duì)地球是一件好事，但在全球都爭(zhēng)相轉(zhuǎn)向EV的同時(shí)，有一個(gè)問(wèn)題也隨之而來(lái)：電動(dòng)汽車中使用的鋰離子電池不能永久使用，不出十年，大量損耗到無(wú)法使用的電池將使我們的回收能力遭遇挑戰(zhàn)。
不過(guò)，美國(guó)科學(xué)家們近期取得了一項(xiàng)突破，可能會(huì)給回收努力帶來(lái)推動(dòng)力，他們展示了如何利用浮選槽來(lái)輕松分離一些珍貴的電池材料，以便重新使用。
這項(xiàng)研究是由密歇根理工大學(xué)（MUT）的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的，是ReCell先進(jìn)電池回收中心（美國(guó)能源部旗下機(jī)構(gòu)）的一部分，旨在利用采礦行業(yè)常用的一種技術(shù)來(lái)分離和提純礦石。這被稱為泡沫浮選，它涉及將材料放在一個(gè)浮選槽中，并根據(jù)它們是否排斥水而漂浮，或吸收水而下沉來(lái)進(jìn)行分離。
但事實(shí)上，要將這種方法應(yīng)用于壽命結(jié)束的鋰電池并不容易，這是因?yàn)樾纬申帢O組件的材料，如常用的鎳錳鈷鋰氧化物（NMC111）和鋰錳氧化物（LMO）通常都會(huì)下沉。因此，MUT團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種解決方案，對(duì)水進(jìn)行溫和的化學(xué)處理，使NMC111能漂浮起來(lái)。
“電池陰極材料的分離主要發(fā)生在水中，”該研究論文合著者、材料科學(xué)家Jessica Durham解釋說(shuō)，“這個(gè)過(guò)程不需要使用大量的危險(xiǎn)化學(xué)品，而這些化學(xué)品在擺脫廢物方面是具有挑戰(zhàn)性和昂貴的?！?/p>
隨著陰極材料的分離，科學(xué)家們隨后進(jìn)行了測(cè)試，以確定它們的電化學(xué)性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)分離過(guò)程在這方面的影響微乎其微。這兩種材料的純度都保持在95%以上，Durham說(shuō)，這對(duì)回收材料的潛在買家來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
據(jù)悉，這項(xiàng)技術(shù)是在一個(gè)臺(tái)式浮選槽中演示的，每升（0.26加侖）水能處理20至150克（0.7至5.3盎司）的陰極材料。ReCell團(tuán)隊(duì)總部所在的阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們隨后將其放大到一個(gè)10升（2.6加侖）的水箱，能夠在一小時(shí)內(nèi)處理超過(guò)1公斤（2.2磅）的陰極材料。
Durham表示，“這涉及到從基準(zhǔn)規(guī)模槽中使用的條件開(kāi)始，優(yōu)化條件以在浮選柱中選擇性地分離陰極材料。浮選柱是一個(gè)連續(xù)的操作，類似于工業(yè)中使用的狀況，材料和水的漿液不斷地被送入系統(tǒng)，分離的陰極從泡沫和尾礦溢流中被收集出來(lái)?！?/p>
這一突破標(biāo)志著有效分離這些有價(jià)值材料的努力邁出了重要的一步，但這只是整個(gè)回收過(guò)程中的一個(gè)環(huán)節(jié)。除了陰極以外的其他材料也需要被分離或回收，比如電解質(zhì)和陽(yáng)極，然后所有這些材料都需要升級(jí)循環(huán)成一個(gè)功能性的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。
根據(jù)Durham的說(shuō)法，ReCell團(tuán)隊(duì)正在單獨(dú)處理每一個(gè)步驟，挑戰(zhàn)將是將它們組合在一起，形成一個(gè)有利可圖的回收過(guò)程。這項(xiàng)研究結(jié)果已于近期被發(fā)表在了《能源技術(shù)》雜志上。
“ReCell中心的研究人員目前正在擴(kuò)展不同的回收步驟，并將它們組合在一起，以產(chǎn)生性能良好的可回收材料?；厥者^(guò)程不僅要有價(jià)值，而且升級(jí)回收的材料必須能夠被工業(yè)鋰離子電池接受和使用，才能成功回收?！彼a(bǔ)充說(shuō)。
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