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开云全站app官方网站-废锂电池扔进碱水就能回收?美劳伦斯国家实验室推出电池新材料

2023-11-10

废旧锂电池收受接管是门好生意。

不外,今朝主流的电池收受接管企业都不能不面临一个年夜麻烦,即电池收受接管的进程能耗年夜,经济本钱高,并会发生年夜量有毒副产物。

2月初,美国劳伦斯伯克利国度尝试室(Lawrence Berkeley National Laboratory,LBL)在其官方网站公布,尝试室相干团队已开辟出一种快速释放黏结剂(Quick-Release Binder),利用这类快速释放黏结剂的锂离子电池在收受接管时,只需要拆开后放入常温碱性水,轻轻摇动就可以将电极成份分手,以后将所需要的成份从水中滤出并风干便可。

今朝,相干团队正在和美国电池收受接管企业onto technologies合作,进行测试,很快将推向市场。

据领会,黏结剂是年夜大都类型电池(包罗锂离子电池和经常使用的碱性电池)中利用的胶状物资。电池都有两个电极——带正电的正极和带负电的负极。电极由发生电流的导电化学物资制成,黏结剂将这些活性化学成份连系在一路,固定在恰当的位置,以实现一致和持久的机能。

而劳伦斯伯克利国度尝试室工作人员发现的快速释放黏结剂由两种市售聚合物材料聚丙烯酸 (PAA) 和聚乙烯亚胺 (PEI) 制成,它们经由过程PEI中带正电的氮原子和PAA中带负电的氧原子之间的化学键毗连在一路。

当将固体黏结材料被置在含有氢氧化钠 (Na + OH – ) 的碱性水中时,钠离子会进入毗连位点,从而将两种聚合物材料分隔。分手的聚合物消融到液体中,释放出嵌入此中的任何电极成份。

左侧小瓶装着一个电池集流体铜箔,在快速释放黏结剂消融后,电池中有价值的电极组件已完全释放出来。右侧小瓶中,黏结剂正在碱性水中快速消融。比拟之下,传统的黏结剂像胶水一样将电极材料强烈地黏合在集流体上,这使得分手和收受接管电池电极材料变得坚苦。

这就跟今朝的废旧锂离子电池收受接管构成了光鲜的对照。据领会,以今朝锂离子电池收受接管手艺的火法为例,需要将电池切碎和研磨,燃烧落后行金属和元素分手。收受接管进程不但能耗高,本钱昂扬,并且会释放出必需谨严处置的有毒化学物资。

劳伦斯尝试室团队的快速释放黏结剂可用在制造电池正极和负极,价钱约为今朝两种最经常使用的电池贸易黏结剂的十分之一。

伯克利尝试室能源手艺范畴的高级科学家、伯克利尝试室储能中间成员、项目负责人刘杲说:“假如我们不断止燃烧电池、不断止把它们扔进垃圾桶,我们将在将来十年耗尽资本。钴和镍都不敷用,我们必需收受接管,不然跟不上市场对电池的需求。”

团队的另外一名成员暗示,“在尝试室范围,制备是很轻易的,我们认为推行到贸易范围也不会很坚苦。”团队认为,这类材料可以合用在各类尺寸的电池,从手机中的小型电池到电网中的储能电池。

团队的测试注解,这类黏结剂可以合用在各类电池类型,例如图中的钮扣电池。

2022年9月下旬,该手艺被R&D 100 Awards评为2022年全球开辟的100项革命性手艺之一。

美国电池企业onTo Technology 公司正在和刘杲的团队合作,完成产物测试并将其推向市场。已有的尝试注解,快速释放黏结剂在高电压和低电压下都很是不变,研究人员此刻打算利用这一黏结剂构建原型锂离子电池,以阐发其机能。

在onTo Technology 公司开创人史蒂夫·斯卢普(Steve Sloop)看来,快速释放黏结剂代表了电池设计的范式改变。这类设计范式不再是先设计电池并试图在过后建立收受接管进程,而成了第一个“为了收受接管”的设计。

假定测试进展顺遂,手艺将顺遂过渡到贸易制造。史蒂夫·斯卢普说,“电池不含全氟烷基和多氟烷基物资 (PFAS),这也是一项伟年夜的成绩——PFAS 是一种用在制造不粘涂层和很多其他产物的化合物,但可能会发生良多健康相干问题。”

据领会,这项快速释放黏结剂的开辟已获得了美国能源部能源效力和可再生能源办公室的撑持。

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