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锂离子电池中的材料可以回收再利用

中国预计,到2020年,智能手机和笔记本电脑等便携式电子设备将生产25亿只寿命终止的锂离子电池,但回收利用的电池很少。尽管这些电池被丢弃了,但其中的金属仍然很有价值。

由圣路易斯华盛顿大学的Zhen(Jason)He领导的一组研究人员正在开发一种回收电池材料以再利用其有价值的化合物的方法。他是麦凯维工程学院的能源,环境和化学工程教授,以及中国上海交通大学和弗吉尼亚理工学院和州立大学的同事,对将锂离子电池电化学“重新填充”到电池中进行了可行性研究。用过的电极来再生有用的化合物,例如钴酸锂。

研究结果作为补充封面故事发表在8月10日的ACS可持续化学与工程杂志上。

废锂离子电池包含贵重金属,例如锂,钴,镍,铜,铝和铁,以及有毒材料,例如六氟磷酸锂和聚偏二氟乙烯。锂是一种关键的矿产资源,储量有限,因此回收利用该材料可以解决短缺问题,并最大程度地减少环境污染。

他说:“由于95%的材料仍在使用中,因此我们想看看是否可以直接再生完整的钴酸锂化合物,而不是回收单个元素,然后将它们组合成有用的化合物。” “我们使用了电沉积工艺,在此过程中,我们将锂离子沉积在废电极上,该废电极受到电的驱动,产生的电场将离子吸收到电极上。

“我们可以在废电极中添加额外的锂离子,您将获得一个完整的配方,可以重复使用这些材料。”

他说,由于电池价格便宜,回收利用的动力很小,因此只有约5%的锂离子电池可以回收利用。他继续说,然而,回收和循环利用锂等关键元素将在社会可持续利用资源方面发挥关键作用。其他研究人员尝试了多种方法来回收材料,包括通过机械方法分别提取材料。但是这些方法需要额外的试剂,并且会产生二次污染物。

凭借这项可行性研究的成功成果,He及其团队计划继续努力再生锂离子电池中的材料,并研究其成本效益。

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