科技日報記者 張佳欣
據(jù)最新一期《先進能源材料》雜志報道，韓國能源研究所光州清潔能源研究中心研究團隊成功研發(fā)出一種既經(jīng)濟又環(huán)保的技術(shù)，可直接回收和修復(fù)廢舊鋰離子電池中的陰極材料。
陰極材料在電池充放電過程中存儲和釋放鋰離子，在發(fā)電過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
傳統(tǒng)電池回收方法是將廢舊電池粉碎，通過化學(xué)工藝提取鋰、鎳、鈷等有價值金屬。但這一過程不僅能耗巨大，而且會產(chǎn)生廢水和二氧化碳。直接回收技術(shù)能在不改變材料化學(xué)性質(zhì)的情況下回收并恢復(fù)原始材料，但需要高溫高壓條件，而且流程復(fù)雜。
研究團隊開發(fā)出一種直接回收技術(shù)，能通過簡單過程，直接修復(fù)廢舊鋰離子電池中的陰極材料，克服了傳統(tǒng)回收方法的局限性。這種創(chuàng)新方法可在常溫和常壓下進行，只需將廢舊陰極材料浸入復(fù)原溶液中，即可有效補充鋰離子，從而將其恢復(fù)至原始狀態(tài)。
新技術(shù)的關(guān)鍵在于使用復(fù)原溶液進行原電池腐蝕。當兩種不同材料在電解質(zhì)環(huán)境中接觸時，會發(fā)生原電池腐蝕，導(dǎo)致一種金屬選擇性腐蝕以保護另一種金屬。研究團隊利用這一“犧牲”機制，創(chuàng)新地將這種現(xiàn)象應(yīng)用于電池復(fù)原中。
復(fù)原溶液中的溴在與廢舊電池中的鋁接觸時會引發(fā)自發(fā)腐蝕。在此過程中，被腐蝕的鋁會釋放出電子，隨后轉(zhuǎn)移到廢舊陰極材料上。為了保持電荷中性，復(fù)原溶液中的鋰離子會轉(zhuǎn)移到陰極材料中。鋰離子的這一過程使陰極材料恢復(fù)到了原始狀態(tài)。
此外，與需要拆卸廢舊電池的傳統(tǒng)方法不同，該復(fù)原反應(yīng)直接在電池內(nèi)部進行，從而顯著提高了回收過程的效率。
研究團隊通過電化學(xué)性能測試證實，復(fù)原后的陰極材料容量與新材料相當。
