KIER开发出一种基于溶液的新型工艺 以克服废旧电池直接回收的关键挑战
盖世汽车讯 随着电动汽车(EV)的普及,废旧电动汽车电池的处理正成为一项重大的社会和环境挑战。传统电池回收过程中产生的废水可能含有高浓度的重金属,对土壤和地下水构成污染风险。
正极材料在决定电池容量方面起着关键作用,其中也含有大量的钴等昂贵关键金属,而钴的提取过程会对环境造成破坏。因此,能够保留电池材料现有结构并回收宝贵资源的废旧电池直接回收技术正受到越来越多的关注。
据外媒报道,在此背景下,由韩国能源研究院(KIER)光州清洁能源研究中心的Jung-Je Woo博士领导的研究团队开发出一种能够完全分离集流体的技术,解决了废旧电池直接回收利用面临的主要技术难题之一。该团队还成功地将废旧正极材料再生至与全新材料性能相当的水平。

图片来源:KIER
这项新技术的关键在于将集流体与正极材料完全分离。集流体负责促进电池内部的电流流动,并与正极材料牢固结合,从而在反复充放电过程中保持稳定。然而,在电池回收过程中,这种牢固的结合通常需要使用含有危险化学物质的专用溶液来溶解结合剂。此外,该过程中产生的残留物质可能会残留在正极材料上,从而降低再生电极的性能。因此,集流体的分离一直是电池直接回收的一大挑战。
为了克服这一局限性,研究团队开发了一种基于溶液的回收工艺。当废旧正极材料浸入二甘醇溶液中并加热至130℃时,二甘醇发生氧化反应生成乙醇醛。由于乙醇醛易与其他分子发生反应,它会削弱正极材料与集流体之间的粘附力,从而实现集流体的完全分离。同时,二甘醇氧化过程中产生的电子有助于补充正极材料中的锂离子,使得剥离和再生能够在一步完成的过程中同时发生。

图片来源:KIER
利用该工艺,研究人员再生了广泛应用于电动汽车的NCM和LFP正极材料。再生后的NCM正极恢复了原始材料的99.1%容量,而再生后的LFP正极恢复了99.7%容量,性能几乎与原始正极材料相当。
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