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Inhaltsverzeichnis
Die Lithium-Eisenphosphat-Batterietechnologie hat einen Durchbruch erzielt
1. Umweltverschmutzungsprobleme nach dem Recycling von Lithiumeisenphosphat
Der Markt für das Recycling von Strombatterien ist riesig und einschlägigen Forschungseinrichtungen zufolge wird die Gesamtmenge der ausgemusterten Strombatterien in China bis 2025 voraussichtlich 137,4 MWh erreichen.
Einnahme Lithium-Eisenphosphat-Batterien Beispielsweise gibt es für das Recycling und die Nutzung entsprechender Altbatterien hauptsächlich zwei Möglichkeiten: die Kaskadennutzung und die Demontage und das Recycling.
Unter Kaskadennutzung versteht man die Verwendung von Lithium-Eisenphosphat-Batterien mit einer Restkapazität zwischen 30% und 80% nach Demontage und Rekombination und deren Anwendung in Bereichen mit geringer Energiedichte, beispielsweise zur Energiespeicherung.
Unter Demontage und Recycling versteht man, wie der Name schon sagt, die Demontage von Lithium-Eisenphosphat-Batterien, deren verbleibende Kapazität weniger als 30% beträgt, und die Rückgewinnung ihrer Rohstoffe wie Lithium, Phosphor und Eisen in der positiven Elektrode.
Durch die Demontage und das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien kann der Abbau neuer Rohstoffe reduziert und so die Umwelt geschont werden. Zudem ist der wirtschaftliche Wert hoch, da die Kosten für Abbau, Herstellung, Arbeitskosten und die Kosten für die Gestaltung der Produktionslinie erheblich gesenkt werden.
Der Schwerpunkt der Demontage und des Recyclings von Lithium-Ionen-Batterien liegt im Wesentlichen auf den folgenden Schritten: Zuerst werden Lithium-Altbatterien gesammelt und klassifiziert, dann werden sie zerlegt und schließlich die Metalle getrennt und raffiniert. Nach dem Vorgang können die zurückgewonnenen Metalle und Materialien zur Herstellung neuer Batterien oder anderer Produkte verwendet werden, was erhebliche Kosten spart.
Doch nun stehen einige Batterierecyclingunternehmen, darunter auch die Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., eine Tochtergesellschaft der Ningde Times Holding Co., Ltd., vor einem heiklen Problem: Beim Batterierecycling entstehen giftige Nebenprodukte und es werden schädliche Schadstoffe freigesetzt. Der Markt benötigt dringend neue Technologien, um die Schadstoffbelastung und Toxizität des Batterierecyclings zu verringern.
2.LBNL hat neue Materialien gefunden, um die Umweltverschmutzungsprobleme nach dem Batterierecycling zu lösen.
Kürzlich gab das Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) in den USA bekannt, dass es ein neues Material gefunden habe, mit dem sich Lithium-Ionen-Altbatterien nur mit Wasser recyceln lassen.
Das Lawrence Berkeley National Laboratory wurde 1931 gegründet und wird von der University of California im Auftrag des Wissenschaftsbüros des US-Energieministeriums betrieben. Es wurde mit 16 Nobelpreisen ausgezeichnet.
Das neue Material, das vom Lawrence Berkeley National Laboratory erfunden wurde, heißt Quick-Release Binder. Lithium-Ionen-Batterien aus diesem Material sind leicht recycelbar, umweltfreundlich und ungiftig. Sie müssen lediglich zerlegt, in alkalisches Wasser gegeben und leicht geschüttelt werden, um die benötigten Elemente zu trennen. Anschließend werden die Metalle aus dem Wasser gefiltert und getrocknet.
Im Vergleich zum aktuellen Lithium-Ionen-Recycling, bei dem Batterien geschreddert und gemahlen und anschließend zur Metall- und Elementtrennung verbrannt werden, weist es eine hohe Toxizität und eine schlechte Umweltverträglichkeit auf. Das neue Material ist im Vergleich dazu wie Tag und Nacht.
Ende September 2022 wurde diese Technologie von den R&D 100 Awards als eine der 100 revolutionären Technologien ausgewählt, die 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 wichtiges Material, das die Batteriestruktur aufrechterhält.
Der neue Schnelllösebinder, der von Forschern des Lawrence Berkeley National Laboratory entdeckt wurde, besteht aus Polyacrylsäure (PAA) und Polyethylenimin (PEI), die durch Bindungen zwischen positiv geladenen Stickstoffatomen in PEI und negativ geladenen Sauerstoffatomen in PAA verbunden sind.
Wird Quick-Release Binder in alkalisches Wasser mit Natriumhydroxid (Na+OH-) gegeben, dringen die Natriumionen plötzlich in die Klebestelle ein und trennen die beiden Polymere. Die getrennten Polymere lösen sich in der Flüssigkeit auf und geben alle eingebetteten Elektrodenkomponenten frei.
Was die Kosten betrifft, so beträgt der Preis dieses Klebstoffs bei der Herstellung von positiven und negativen Elektroden für Lithiumbatterien etwa ein Zehntel der beiden am häufigsten verwendeten
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