泡泡鹼性水搖一搖,輕鬆回收電池高價值材料

作者 | 發布日期 2023 年 02 月 04 日 16:58 | 分類 能源科技 , 鋰電池 , 電力儲存 line share follow us in feedly line share
泡泡鹼性水搖一搖,輕鬆回收電池高價值材料


電池需求隨著能源轉型、淨零碳排趨勢提高,電池中的主要重要材料鋰、鎳和鈷等金屬以及石墨,也愈來愈稀缺與昂貴,因此未來電池回收也是重點,現在美國科學家開發出的鋰離子電池設計,除了生產過程既環保又安全,只要泡浸鹼性水,搖一搖轉一轉即可分離出高價值材料。

美國勞倫斯柏克萊國家實驗室開發的技術,只要將電池放入室溫鹼性水中,輕輕搖動一下,就能簡單地將鋰離子電池中的高價值材料與其他零件分離,之後只要過濾出來風乾即可,最後就能用在新電池中。

團隊在研究鋰硫電池的時候,發現新型黏著劑 Quick-Release Binder 的潛力。

而黏著劑是鋰離子電池、鹼性電池中的重要膠狀物質,負責將電池活性材料固定在正確位置的結構材料,團隊結合市售的聚合物聚丙烯酸(PAA)和聚乙烯亞胺(PEI)製成,透過 PEI 中帶正電的氮原子和 PAA 中帶負電的氧原子鍵連接在一起,只要將這種黏著劑置於含有氫氧化鈉的鹼性水中,鈉離子就會滲入黏著劑並分開兩種聚合物,因此可以分離出電極零件。

這種黏著劑價格還是商業黏著劑的十分之一。博士後研究員 Chen Fang  認為,該材料還能用於各種尺寸的電池,從手機中的小型電池到用於在電網儲能的超大型鋰離子電池都可以。

這也是更簡易的回收方法,現在的技術要先切碎和研磨電池,加熱燃燒才能把金屬與其他成分分離。而通常回收公司的目標都是高效回收,回收材料仍然是能源密集型且昂貴,還會釋放出需要後續處理的有毒化學物質。

勞倫斯伯克利實驗室儲能中心專案負責人 Gao Liu 表示,如果我們不回收電池,不斷燃燒或是丟在垃圾場,為了趕上市場對電池的需求,將在未來十年耗盡所需資源,鈷、鎳礦將數量短缺,因此必須朝回收電池前進。

(首圖來源:勞倫斯柏克萊國家實驗室