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Índice
A tecnologia de baterias de fosfato de ferro e lítio fez uma revolução
1. Problemas de poluição após a reciclagem de fosfato de ferro e lítio
O mercado de reciclagem de baterias elétricas é enorme e, de acordo com instituições de pesquisa relevantes, o total acumulado de baterias elétricas aposentadas da China deve atingir 137,4 MWh até 2025.
Tirando baterias de fosfato de ferro-lítio por exemplo, há basicamente duas maneiras de reciclagem e utilização de baterias de energia desativadas: uma é a utilização em cascata, e a outra é o desmantelamento e a reciclagem.
A utilização em cascata refere-se ao uso de baterias de fosfato de ferro-lítio com capacidade restante entre 30% e 80% após a desmontagem e recombinação, e sua aplicação em áreas de baixa densidade energética, como armazenamento de energia.
Desmontagem e reciclagem, como o nome sugere, referem-se ao desmantelamento de baterias de fosfato de ferro-lítio quando a capacidade restante é inferior a 30% e à recuperação de suas matérias-primas, como lítio, fósforo e ferro no eletrodo positivo.
O desmantelamento e a reciclagem de baterias de íons de lítio podem reduzir a mineração de novas matérias-primas para proteger o meio ambiente e também ter grande valor econômico, reduzindo significativamente os custos de mineração, de fabricação, de mão de obra e de layout da linha de produção.
O foco do desmantelamento e reciclagem de baterias de íons de lítio consiste principalmente nas seguintes etapas: primeiro, coleta e classificação das baterias de lítio usadas, depois desmantelamento das baterias e, por fim, separação e refino dos metais. Após a operação, os metais e materiais recuperados podem ser utilizados na produção de novas baterias ou outros produtos, gerando uma economia significativa de custos.
No entanto, agora incluindo um grupo de empresas de reciclagem de baterias, como a Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., subsidiária da Ningde Times Holding Co., Ltd., todas enfrentam um problema espinhoso: a reciclagem de baterias produzirá subprodutos tóxicos e emitirá poluentes nocivos. O mercado precisa urgentemente de novas tecnologias para reduzir a poluição e a toxicidade da reciclagem de baterias.
2. A LBNL encontrou novos materiais para resolver os problemas de poluição após a reciclagem das baterias.
Recentemente, o Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (LBNL), nos Estados Unidos, anunciou que encontrou um novo material que pode reciclar baterias de íons de lítio usadas apenas com água.
O Laboratório Nacional Lawrence Berkeley foi criado em 1931 e é administrado pela Universidade da Califórnia para o Escritório de Ciências do Departamento de Energia dos EUA. Ganhou 16 Prêmios Nobel.
O novo material inventado pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley é chamado de Aglutinante de Liberação Rápida. Baterias de íons de lítio feitas com esse material podem ser facilmente recicladas, são ecologicamente corretas e não tóxicas. Elas só precisam ser desmontadas e colocadas em água alcalina, agitando suavemente para separar os elementos necessários. Em seguida, os metais são filtrados da água e secos.
Comparado com a reciclagem atual de íons de lítio, que envolve a trituração e moagem de baterias, seguida pela combustão para separação de metais e elementos, apresenta toxicidade grave e baixo desempenho ambiental. O novo material é como a noite e o dia em comparação.
No final de setembro de 2022, essa tecnologia foi selecionada como uma das 100 tecnologias revolucionárias desenvolvidas globalmente em 2022 pelo R&D 100 Awards.
Como sabemos, as baterias de íons de lítio consistem em eletrodos positivos e negativos, um separador, eletrólito e materiais estruturais, mas não se sabe bem como esses componentes são combinados nas baterias de íons de lítio.
Em baterias de íons de lítio, um material crítico que mantém a estrutura da bateria é o adesivo.
O novo aglutinante de liberação rápida descoberto pelos pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley é feito de ácido poliacrílico (PAA) e polietilenoimina (PEI), que são conectados por ligações entre átomos de nitrogênio carregados positivamente no PEI e átomos de oxigênio carregados negativamente no PAA.
Quando o Aglutinante de Liberação Rápida é colocado em água alcalina contendo hidróxido de sódio (Na+OH-), os íons de sódio entram repentinamente no local da adesão, separando os dois polímeros. Os polímeros separados se dissolvem no líquido, liberando quaisquer componentes do eletrodo incorporados.
Em termos de custo, quando usado para fabricar eletrodos positivos e negativos de baterias de lítio, o preço deste adesivo é cerca de um décimo dos dois mais comumente usados
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