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La tecnología de baterías de fosfato de hierro y litio ha logrado un gran avance
1.Problemas de contaminación después del reciclaje de fosfato de hierro y litio
El mercado de reciclaje de baterías eléctricas es enorme y, según instituciones de investigación pertinentes, se espera que el total acumulado de baterías retiradas de China alcance los 137,4 MWh para 2025.
Tomandobaterías de fosfato de hierro y litioPor ejemplo, existen principalmente dos formas de reciclar y utilizar baterías eléctricas retiradas relacionadas: una es la utilización en cascada y la otra es el desmantelamiento y el reciclaje.
La utilización en cascada se refiere al uso de baterías de fosfato de hierro y litio con una capacidad restante de entre el 30 % y el 80 % después del desmontaje y la recombinación, y su aplicación en áreas de baja densidad de energía, como el almacenamiento de energía.
El desmantelamiento y reciclaje, como su nombre indica, se refiere al desmantelamiento de baterías de fosfato de hierro y litio cuando la capacidad restante es inferior al 30%, y la recuperación de sus materias primas, como litio, fósforo y hierro en el electrodo positivo.
El desmantelamiento y reciclaje de baterías de iones de litio puede reducir la extracción de nuevas materias primas para proteger el medio ambiente y también tiene un gran valor económico, reduciendo en gran medida los costos de extracción, los costos de fabricación, los costos laborales y los costos de diseño de la línea de producción.
El enfoque del desmantelamiento y reciclaje de baterías de iones de litio consiste principalmente en los siguientes pasos: primero, recolectar y clasificar las baterías de litio de desecho, luego desmantelar las baterías y finalmente separar y refinar los metales. Después de la operación, los metales y materiales recuperados se pueden utilizar para la producción de nuevas baterías u otros productos, ahorrando mucho costes.
Sin embargo, ahora incluido un grupo de empresas de reciclaje de baterías, como la filial de Ningde Times Holding Co., Ltd., Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., se enfrentan a un problema espinoso: el reciclaje de baterías producirá subproductos tóxicos y emitirá contaminantes nocivos. . El mercado necesita urgentemente nuevas tecnologías para mejorar la contaminación y la toxicidad del reciclaje de baterías.
2.LBNL encontró nuevos materiales para resolver los problemas de contaminación después del reciclaje de baterías.
Recientemente, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) en los Estados Unidos anunció que había encontrado un nuevo material que puede reciclar baterías de iones de litio usadas solo con agua.
El Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley se estableció en 1931 y está administrado por la Universidad de California para la Oficina Científica del Departamento de Energía de EE. UU. Ha ganado 16 premios Nobel.
El nuevo material inventado por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley se llama Quick-Release Binder. Las baterías de iones de litio fabricadas con este material se pueden reciclar fácilmente, son respetuosas con el medio ambiente y no son tóxicas. Sólo es necesario desmontarlos y ponerlos en agua alcalina, y agitarlos suavemente para separar los elementos necesarios. Luego, los metales se filtran del agua y se secan.
En comparación con el reciclaje actual de iones de litio, que implica triturar y moler baterías, seguido de la combustión para separar metales y elementos, tiene una toxicidad grave y un desempeño ambiental deficiente. El nuevo material es como el día y la noche en comparación.
A finales de septiembre de 2022, esta tecnología fue seleccionada como una de las 100 tecnologías revolucionarias desarrolladas a nivel mundial en 2022 por los R&D 100 Awards.
Como sabemos, las baterías de iones de litio constan de electrodos positivos y negativos, un separador, electrolito y materiales estructurales, pero no se sabe bien cómo se combinan estos componentes en las baterías de iones de litio.
En las baterías de iones de litio, un material fundamental que mantiene la estructura de la batería es el adhesivo.
El nuevo aglutinante de liberación rápida descubierto por investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley está hecho de ácido poliacrílico (PAA) y polietilenimina (PEI), que están conectados por enlaces entre átomos de nitrógeno cargados positivamente en PEI y átomos de oxígeno cargados negativamente en PAA.
Cuando se coloca Quick-Release Binder en agua alcalina que contiene hidróxido de sodio (Na+OH-), los iones de sodio ingresan repentinamente en el sitio adhesivo, separando los dos polímeros. Los polímeros separados se disuelven en el líquido, liberando cualquier componente del electrodo incrustado.
En términos de costo, cuando se utiliza para fabricar electrodos positivos y negativos de baterías de litio, el precio de este adhesivo es aproximadamente una décima parte de los dos más utilizados.
