1. Probleme mit der Umweltverschmutzung nach dem Recycling von Lithiumeisenphosphat
Der Markt für das Recycling von Strombatterien ist riesig, und relevanten Forschungsinstituten zufolge wird die kumulierte Gesamtmenge an ausgemusterten Strombatterien in China bis 2025 voraussichtlich 137,4 MWh erreichen.
Nehmen Lithium-Eisenphosphat-BatterienBeispielsweise gibt es hauptsächlich zwei Möglichkeiten für das Recycling und die Nutzung entsprechender ausgedienter Energiebatterien: eine ist die Kaskadennutzung und die andere ist die Demontage und das Recycling.
Unter Kaskadennutzung versteht man die Verwendung von Lithium-Eisenphosphat-Energiebatterien mit einer verbleibenden Kapazität zwischen 30 % und 80 % nach der Demontage und Rekombination und deren Einsatz in Bereichen mit geringer Energiedichte, beispielsweise zur Energiespeicherung.
Unter Demontage und Recycling versteht man, wie der Name schon sagt, die Demontage von Lithium-Eisenphosphat-Energiebatterien, wenn die verbleibende Kapazität weniger als 30 % beträgt, und die Rückgewinnung ihrer Rohstoffe wie Lithium, Phosphor und Eisen in der positiven Elektrode.
Die Demontage und das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien können den Abbau neuer Rohstoffe zum Schutz der Umwelt reduzieren und haben auch einen großen wirtschaftlichen Wert, da sie die Abbaukosten, Herstellungskosten, Arbeitskosten und Kosten für die Gestaltung der Produktionslinie erheblich senken.
Der Schwerpunkt der Demontage und des Recyclings von Lithium-Ionen-Batterien besteht hauptsächlich aus den folgenden Schritten: Zuerst werden alte Lithium-Batterien gesammelt und klassifiziert, dann werden die Batterien zerlegt und schließlich werden die Metalle getrennt und veredelt.Nach der Operation können die zurückgewonnenen Metalle und Materialien für die Produktion neuer Batterien oder anderer Produkte verwendet werden, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.
Allerdings stehen nun auch eine Gruppe von Batterierecyclingunternehmen, wie die Tochtergesellschaft Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd. der Ningde Times Holding Co., Ltd., alle vor einem heiklen Problem: Beim Batterierecycling entstehen giftige Nebenprodukte und es werden schädliche Schadstoffe freigesetzt .Der Markt benötigt dringend neue Technologien, um die Umweltverschmutzung und Toxizität des Batterierecyclings zu verbessern.
2.LBNL hat neue Materialien gefunden, um die Umweltverschmutzungsprobleme nach dem Batterierecycling zu lösen.
Kürzlich gab das Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) in den Vereinigten Staaten bekannt, dass es ein neues Material gefunden hat, das gebrauchte Lithium-Ionen-Batterien nur mit Wasser recyceln kann.
Das Lawrence Berkeley National Laboratory wurde 1931 gegründet und wird von der University of California für das Science Office des US-Energieministeriums verwaltet.Es hat 16 Nobelpreise gewonnen.
Das vom Lawrence Berkeley National Laboratory erfundene neue Material heißt Quick-Release Binder.Aus diesem Material hergestellte Lithium-Ionen-Batterien sind leicht recycelbar, umweltfreundlich und ungiftig.Sie müssen lediglich zerlegt, in alkalisches Wasser gegeben und leicht geschüttelt werden, um die erforderlichen Elemente zu trennen.Anschließend werden die Metalle aus dem Wasser gefiltert und getrocknet.
Im Vergleich zum derzeitigen Lithium-Ionen-Recycling, bei dem Batterien geschreddert und gemahlen und anschließend zur Metall- und Elementtrennung verbrannt werden, weist es eine erhebliche Toxizität und eine schlechte Umweltverträglichkeit auf.Das neue Material ist im Vergleich wie Tag und Nacht.
Ende September 2022 wurde diese Technologie bei den R&D 100 Awards als eine der 100 revolutionären Technologien ausgewählt, die im Jahr 2022 weltweit entwickelt wurden.
Wie wir wissen, bestehen Lithium-Ionen-Batterien aus positiven und negativen Elektroden, einem Separator, Elektrolyt und Strukturmaterialien. Wie diese Komponenten in Lithium-Ionen-Batterien kombiniert werden, ist jedoch nicht genau bekannt.
Bei Lithium-Ionen-Batterien ist der Klebstoff ein entscheidendes Material, das die Batteriestruktur aufrechterhält.
Der von Forschern des Lawrence Berkeley National Laboratory entdeckte neue Quick-Release-Binder besteht aus Polyacrylsäure (PAA) und Polyethylenimin (PEI), die durch Bindungen zwischen positiv geladenen Stickstoffatomen in PEI und negativ geladenen Sauerstoffatomen in PAA verbunden sind.
Wenn Quick-Release Binder in alkalisches Wasser mit Natriumhydroxid (Na+OH-) gegeben wird, dringen die Natriumionen plötzlich in die Klebestelle ein und trennen die beiden Polymere.Die abgetrennten Polymere lösen sich in der Flüssigkeit auf und geben dabei etwaige eingebettete Elektrodenbestandteile frei.
In Bezug auf die Kosten beträgt der Preis dieses Klebstoffs bei der Herstellung positiver und negativer Elektroden für Lithiumbatterien etwa ein Zehntel der beiden am häufigsten verwendeten
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25. April 2023