伯明翰大学的研究人员宣布了一种回收报废电动汽车电池中价值最高的部件——电池阴极的新方法。与目前的回收方法相比,这种方法能耗更低,使用的有害化学物质也更少。
新方法是使用抗坏血酸(维生素C)等有机酸作为浸出剂,并在第一代日产Leaf电池的正极材料上进行了测试,该电池已为4万英里的行驶提供了动力,该测试结果发表在ChemRxiV上。结果表明,抗坏血酸选择性地浸出低价值电极材料(锂锰氧化物),并使高价值镍和钴基材料处于固态,可以直接回收。
这种新方法在简化电池回收方面具有相当大的潜力,目前的电池回收主要是通过使用强酸溶解电池阴极来回收元素。这就带来了一个额外的难题,即如何处理回收过程中产生的潜在危险废物。此外,它依赖于电池的初始粉碎,这会混合成分并产生一堆只能通过化学过程分离的化学物质。
这种新的浸出方法由伯明翰化学学院的Peter Slater教授、Paul Anderson教授和Laura Driscoll博士发明,并已获得伯明翰企业大学的专利。该研究是ReLiB(电动汽车锂离子电池的回收和再利用)项目的一部分,项目是由伯明翰大学领导的多机构研究人员联盟,旨在提高回收过程的速度、经济性和环境足迹。
Slater教授评论道:“电池化学,尤其是阴极化学,正在不断发展,以满足对更高能量密度的需求。然而,电池回收一直保持相对静态,并专注于将阴极分解为各自的元素成分,特别是在回收混合化学时,这会使阴极材料的内部价值损失很大。回收混合化学品的挑战是将低价值和高价值材料分离出来。我们的方法去除了低价值材料,同时使高价值材料保持固态,因此可以直接回收值。”
研究团队从现实角度开始了他们的研究,观察了回收链中的实际情况。他们选择了日产Leaf的电池,因为这款车是第一款大众市场电动汽车,汽车和电池都将是首批进入回收链和回收行业的汽车。
Slater教授补充道,“我们的方法将减少回收阴极材料的成本和步骤数量,这样它们就可以再制造并重新投入新的电池中,对环境的影响最小。”
该研究团队目前正在扩大这种方法的规模,并正在寻找长期合作伙伴进行试点研究,将这项技术应用于现有的基础设施,或合作进行进一步的研究以开发该系统。