1. Mengunarvandamál eftir endurvinnslu litíum járnfosfats
Endurvinnslumarkaður rafmagnsrafhlöðu er gríðarstór og samkvæmt viðeigandi rannsóknarstofnunum er gert ráð fyrir að heildarframleiðsla á úreltum rafmagnsrafhlöðum í Kína muni ná 137,4 MWh árið 2025.
Að taka litíum járnfosfat rafhlöðurSem dæmi eru aðallega tvær leiðir til að endurvinna og nýta úreltar rafhlöður: önnur er keðjunýting og hin er sundurliðun og endurvinnsla.
Með kaskáðanýtingu er átt við notkun litíum-járnfosfatrafhlöðu með eftirstandandi afkastagetu á bilinu 30% til 80% eftir sundurgreiningu og endursameiningu, og beitingu þeirra á svæðum með lága orkuþéttleika, svo sem orkugeymslu.
Eins og nafnið gefur til kynna vísar niðurrif og endurvinnsla til þess að taka í sundur litíum-járnfosfat rafhlöður þegar eftirstandandi afkastageta er minni en 30% og endurheimta hráefni þeirra, svo sem litíum, fosfór og járn í jákvæðu rafskautinu.
Niðurrif og endurvinnsla litíumjónarafhlöðu getur dregið úr námugröftum nýrra hráefna til að vernda umhverfið og hefur einnig mikið efnahagslegt gildi, sem dregur verulega úr námugröftum, framleiðslukostnaði, launakostnaði og kostnaði við skipulag framleiðslulína.
Áherslan í niðurrif og endurvinnslu litíum-jón rafhlöðu er aðallega á eftirfarandi skref: fyrst er safnað og flokkað úrgangs litíum rafhlöður, síðan tekið í sundur rafhlöðurnar og að lokum aðskilið og hreinsað málmana. Eftir aðgerðina er hægt að nota endurheimtu málmana og efnin til framleiðslu á nýjum rafhlöðum eða öðrum vörum, sem sparar kostnað til muna.
Hins vegar standa nú, þar á meðal hópur endurvinnslufyrirtækja fyrir rafhlöður, eins og dótturfyrirtæki Ningde Times Holding Co., Ltd., Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., öll frammi fyrir erfiðu máli: endurvinnsla rafhlöðu mun framleiða eitraðar aukaafurðir og losa skaðleg mengunarefni. Markaðurinn þarfnast brýnnar nýrrar tækni til að bæta mengun og eituráhrif endurvinnslu rafhlöðu.
2.LBNL fann ný efni til að leysa mengunarvandamál eftir endurvinnslu rafhlöðu.
Nýlega tilkynnti Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) í Bandaríkjunum að þeir hefðu fundið nýtt efni sem getur endurunnið úrgangslitíum-jón rafhlöður með því að nota bara vatn.
Lawrence Berkeley National Laboratory var stofnað árið 1931 og er rekið af Háskólanum í Kaliforníu fyrir vísindaskrifstofu bandaríska orkumálaráðuneytisins. Það hefur unnið til 16 Nóbelsverðlauna.
Nýja efnið sem Lawrence Berkeley National Laboratory fann upp kallast Quick-Release Binder. Litíum-jón rafhlöður úr þessu efni eru auðveldlega endurvinnanlegar, umhverfisvænar og eiturefnalausar. Þær þurfa aðeins að vera teknar í sundur og settar í basískt vatn og hristar varlega til að aðskilja nauðsynleg frumefni. Síðan eru málmarnir síaðir úr vatninu og þurrkaðir.
Í samanburði við núverandi endurvinnslu litíumjónara, sem felur í sér að rifna og mala rafhlöður og brenna þær síðan til að aðskilja málma og frumefni, hefur það alvarleg eituráhrif og lélega umhverfisáhrif. Nýja efnið er eins og dagur og nótt í samanburði.
Í lok september 2022 var þessi tækni valin ein af 100 byltingarkenndum tækniframförum sem þróaðar voru um allan heim árið 2022 af R&D 100 verðlaununum.
Eins og við vitum samanstanda litíum-jón rafhlöður af jákvæðum og neikvæðum rafskautum, aðskilnaði, raflausn og byggingarefnum, en hvernig þessir íhlutir eru samsettir í litíum-jón rafhlöðum er ekki vel þekkt.
Í litíum-jón rafhlöðum er límið mikilvægt efni sem viðheldur uppbyggingu rafhlöðunnar.
Nýja hraðlosandi bindiefnið sem vísindamenn við Lawrence Berkeley National Laboratory uppgötvuðu er úr pólýakrýlsýru (PAA) og pólýetýlenímíni (PEI), sem eru tengd með tengjum milli jákvætt hlaðinna köfnunarefnisatóma í PEI og neikvætt hlaðinna súrefnisatóma í PAA.
Þegar hraðlosandi bindiefni er sett í basískt vatn sem inniheldur natríumhýdroxíð (Na+OH-), komast natríumjónirnar skyndilega inn í límið og aðskilja fjölliðurnar tvær. Aðskildu fjölliðurnar leysast upp í vökvanum og losa um alla innbyggða rafskautshluta.
Hvað varðar kostnað, þegar þetta lím er notað til að framleiða jákvæðar og neikvæðar rafskautar af litíumrafhlöðum, er verðið um það bil tíundi hluti af tveimur algengustu límunum.
Birtingartími: 25. apríl 2023