環保方法可降低回收鋰離子電池的成本

將廢陰極恢復到薄荷狀態的新工藝可以使回收鋰離子電池更加經濟。由加利福尼亞大學圣地亞哥分校的納米工程師開發的該方法比當今的方法更環保。它使用綠色成分，消耗80-90%的能源，并減少大約75%的溫室氣體。

研究人員在11月12日發表在Joule的一篇論文中詳細介紹了他們的工作。

該方法在由磷酸鐵鋰或LFP制成的陰極上效果特別好。用LFP陰極制成的電池比其他鋰離子電池便宜，因為它們不使用昂貴的金屬，如鈷或鎳。LFP電池的壽命也更長，更安全。它們廣泛用于電動工具，電動公交車和電網。它們也是特斯拉Model 3的首選電池。

加州大學圣地亞哥分校納米工程學教授鄭晨說：“鑒于這些優勢，LFP電池將比市場上的其他鋰離子電池具有競爭優勢。”

問題?陳說：“回收它們并不劃算。” “對于塑料來說，這是同樣的困境-材料很便宜，但是回收它們的方法卻并非如此。”

Chen和他的團隊開發的新的回收流程可以降低這些成本。它可以在低溫(60至80攝氏度)和環境壓力下工作，因此比其他方法耗電少。而且，它使用的化學藥品-鋰鹽，氮氣，水和檸檬酸-價格便宜且良性。

“整個再生過程都在非常安全的條件下進行，因此我們不需要任何特殊的安全預防措施或特殊的設備。這就是為什么我們可以使回收電池的成本如此之低，”第一作者徐攀盼博士說。實驗室。

研究人員首先循環使用商用LFP電池，直到它們失去了一半的儲能能力。他們將電池分開，收集陰極粉末，然后將其浸泡在含有鋰鹽和檸檬酸的溶液中。然后他們用水洗滌溶液，干燥粉末并加熱。

研究人員用這種粉末制成了新的陰極，并在紐扣電池和袋式電池中對其進行了測試。它們的電化學性能，化學組成和結構都完全恢復到其原始狀態。

隨著電池循環，陰極經歷兩個主要的結構變化，這是導致其性能下降的原因。首先是鋰離子的損失，這會在陰極結構中產生稱為空位的空位。另一個發生在鐵和鋰離子切換晶體結構中的斑點時。發生這種情況時，它們將無法輕易切換回去，因此鋰離子會被困住，無法再循環通過電池。

該工藝通過補充鋰離子并使鐵和鋰離子易于切換回其原始點來恢復陰極的結構。后者通過使用檸檬酸來實現，檸檬酸起還原劑的作用，檸檬酸是一種向另一種物質提供電子的物質。檸檬酸將電子轉移到鐵離子上，使它們帶正電的能力降低。這樣可以最大程度地減小電子排斥力，該排斥力可防止鐵離子移回到其晶體結構中的原始斑點，并且還將鋰離子釋放回循環中。

盡管這種回收過程的總能源成本較低，但研究人員表示，需要對收集，運輸和處理大量電池的物流進行進一步研究。

陳說：“弄清楚如何優化這些物流是下一個挑戰。” “這將使這種回收過程更接近行業采用。”