《锂离子电池高效环保回收新法问世》

  • 来源专题:能源情报网监测服务平台
  • 编译者: 郭楷模
  • 发布时间:2025-07-23
  • 北京7月22日电  在可持续能源技术领域,科学家又迈出关键一步。美国伍斯特理工学院研究团队开发出一种高效环保、可规模化应用的锂离子电池回收新工艺,相关成果发表于新一期《储能材料》杂志。 传统回收方法对废旧锂离子电池中贫镍正极混合材料的处理效率较低,且依赖高能耗工艺,产出的材料价值有限。 最新技术破解了这一难题。其不仅能回收92%以上的镍、钴、锰等关键金属,还能将其转化为高性能正极粉末。实验数据显示,用这种再生材料制造的电池表现优异:在商用袋式电池测试中,经过500次充放电循环后仍保持88%的容量,900次循环后容量保持率超过85%。 此外,新工艺也展现出显著的环保优势。与传统湿法冶金技术相比,其能耗降低8.6%,碳排放减少13.9%,环保指标甚至接近直接升级回收的水平。 研究团队表示,最新突破既缓解了电池废弃物带来的环境压力,又降低了对关键原材料开采的依赖,为构建可持续、高韧性的电池供应链提供了重要支撑。随着各国持续推进绿色转型,这项创新成果有望成为构建电池循环经济的重要推动力。


  • 原文来源:https://www.china5e.com/news/news-1191668-1.html
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    • 发表在29日《高级功能材料》杂志上的一项最新研究中,美国莱斯大学研究人员描述了一种使用微波辐射和易于生物降解的溶剂进行选择性锂回收的快速、高效且环保的方法。研究结果显示,新工艺可以在短短30秒内回收废旧锂离子电池(LIB)阴极中多达50%的锂,突破了LIB回收技术中的一个重大瓶颈。 目前,锂这种银白色金属需求量很大,面临供不应求的局面。 传统从废电池中回收锂的方法会对环境造成污染,且效率极低。这主要是由于回收过程中锂受到污染和损失,同时回收过程能耗太大。由于锂通常在其他金属之后才会析出,研究人员试图找出专门针对锂的回收方法。 此次,研究人员使用氯化胆碱和乙二醇的混合物作为深共晶溶剂(DES)。他们此前已发现,在DES浸出过程中,锂会被氯化胆碱中的氯离子包围并被浸出到溶液中。 为了浸出钴或镍等其他金属,氯化胆碱和乙二醇都必须参与该过程。在这两种物质中,只有氯化胆碱擅长吸收微波,于是研究人员将电池废料浸入溶剂中,并用微波照射,从而能够选择性地从其他金属中浸出锂。 将微波辐射用于此过程类似于厨房微波炉快速加热食物。能量直接传递给分子,使反应比传统加热方法快得多。 使用微波工艺,研究人员发现浸出87%的锂需要15分钟,而通过油浴加热获得相同的回收率则需要12小时。这种突破性方法可极大改善锂离子电池回收的经济性和对环境的影响,为解决日益严重的全球问题提供了可持续的新方案。 【总编辑圈点】 随着新能源汽车数量越来越多,锂离子电池的需求量也随之水涨船高。传统的锂离子电池回收方法不仅效率低,还会造成资源浪费,带来环境污染。此次,科研团队带来了一种全新的锂离子电池回收方法——微波。将电池废料浸入易于生物溶解的特殊溶剂,再用微波照射,也就是加热,可用更短时间浸出更多的锂——浸出87%的锂只需要15分钟。这种突破性方法能高效回收锂,为困扰全球的锂离子电池回收问题提供绿色、高效的解决方案。
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    • 中国研究人员开发出一种简单、高效、廉价且环保的废旧锂离子电池 (LIB) 可持续回收工艺。除柠檬酸外,无需添加任何化学品即可浸出并分离 NCM 电池中所含的 99% 以上的锂、镍、钴和锰金属。所得回收材料可直接转化为 NCM 电极。 有关这项工作的论文发表在《应用化学》杂志上。 大多数回收工艺都存在能耗高、排放量高、回收材料有限或质量低等问题。或者需要大量化学品,工艺复杂且成本高,会产生有毒气体和废水。使用柠檬酸等生物相容性酸浸出是这些工艺的替代方法之一。然而,传统工艺(螯合凝胶工艺)需要大量过量的酸,并且必须不断用氨水调节 pH 值——工艺复杂且不太环保。 由周广民和刘瑞平领导的中国矿业大学(北京)、福州大学、北京化工大学和深圳清华大学团队现已开发出一种基于柠檬酸的新型方法,用于从 NCM 阴极中提取、分离和回收金属。NCM 是一种含有镍、钴和锰的混合氧化物,具有层状结构。锂离子被封闭在层间。 与传统方法中用过量柠檬酸浸出不同,该团队使用了相对较少的量。因此,柠檬酸中的三个酸基中只有两个会分离。释放的质子会破坏锂-氧键,将锂离子从 NCM 释放到溶液中。其他金属离子和氧离子之间的键也会断裂。 镍、钴和锰进入溶液,它们被柠檬酸阴离子结合成稳定的复合物。然后柠檬酸的第三个酸基与同一分子上的羟基发生反应。在分子内酯化(费歇尔内酯化)反应中发生环闭合。 这有助于中间体相互反应生成聚酯,聚酯凝固成易于分离的固体颗粒。能耗和二氧化碳排放量明显低于传统湿法冶金回收工艺。 随后加热凝胶以烧掉有机碎片,形成新的 NCM 层状结构,其中包含锂离子,可用作优质电极材料。