1. Piesārņojuma problēmas pēc litija dzelzs fosfāta pārstrādes
Akumulatoru pārstrādes tirgus ir milzīgs, un saskaņā ar attiecīgo pētniecības iestāžu datiem Ķīnas nolietoto akumulatoru kopējais uzkrātais apjoms līdz 2025. gadam sasniegs 137,4 MWh.
Ņemot litija dzelzs fosfāta baterijasPiemēram, nolietotu akumulatoru pārstrādei un utilizācijai ir divi galvenie veidi: kaskādes utilizācija un demontāža un pārstrāde.
Kaskādes izmantošana attiecas uz litija dzelzs fosfāta akumulatoru izmantošanu ar atlikušo ietilpību no 30% līdz 80% pēc demontāžas un rekombinācijas, un to pielietošanu zemas enerģijas blīvuma zonās, piemēram, enerģijas uzkrāšanā.
Demontāža un pārstrāde, kā norāda nosaukums, attiecas uz litija dzelzs fosfāta akumulatoru demontāžu, kad atlikušā ietilpība ir mazāka par 30%, un to izejvielu, piemēram, litija, fosfora un dzelzs, atgūšanu pozitīvajā elektrodā.
Litija jonu akumulatoru demontāža un pārstrāde var samazināt jaunu izejvielu ieguvi, lai aizsargātu vidi, kā arī tai ir liela ekonomiskā vērtība, ievērojami samazinot ieguves izmaksas, ražošanas izmaksas, darbaspēka izmaksas un ražošanas līnijas izkārtojuma izmaksas.
Litija jonu akumulatoru demontāžas un pārstrādes uzmanības centrā galvenokārt ir šādi posmi: vispirms tiek savākti un klasificēti litija akumulatoru atkritumi, pēc tam akumulatori tiek demontēti un visbeidzot tiek atdalīti un rafinēti metāli. Pēc operācijas atgūtos metālus un materiālus var izmantot jaunu akumulatoru vai citu produktu ražošanai, ievērojami ietaupot izmaksas.
Tomēr tagad, ieskaitot akumulatoru pārstrādes uzņēmumu grupu, piemēram, Ningde Times Holding Co., Ltd. meitasuzņēmumu Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., visi saskaras ar sarežģītu problēmu: akumulatoru pārstrāde radīs toksiskus blakusproduktus un izdalīs kaitīgus piesārņotājus. Tirgum steidzami ir nepieciešamas jaunas tehnoloģijas, lai uzlabotu akumulatoru pārstrādes piesārņojuma un toksicitātes samazināšanu.
2.LBNL atrada jaunus materiālus, lai atrisinātu piesārņojuma problēmas pēc akumulatoru pārstrādes.
Nesen Amerikas Savienoto Valstu Lorensa Bērklija Nacionālā laboratorija (LBNL) paziņoja, ka ir atradusi jaunu materiālu, kas var pārstrādāt litija jonu akumulatoru atkritumus, izmantojot tikai ūdeni.
Lorensa Bērklija Nacionālā laboratorija tika izveidota 1931. gadā, un to pārvalda Kalifornijas Universitāte ASV Enerģētikas departamenta Zinātnes biroja vajadzībām. Tā ir ieguvusi 16 Nobela prēmijas.
Jauno materiālu, ko izgudroja Lorensa Bērklija Nacionālā laboratorija, sauc par ātri atbrīvojamo saistvielu. No šī materiāla izgatavotās litija jonu baterijas ir viegli pārstrādājamas, videi draudzīgas un netoksiskas. Tās tikai jāizjauc un jāievieto sārmainā ūdenī un viegli jāsakrata, lai atdalītu nepieciešamos elementus. Pēc tam metālus no ūdens izfiltrē un žāvē.
Salīdzinot ar pašreizējo litija jonu akumulatoru pārstrādi, kas ietver akumulatoru sasmalcināšanu un malšanu, kam seko sadedzināšana metālu un elementu atdalīšanai, tai ir nopietna toksicitāte un slikti vides raksturlielumi. Jaunais materiāls salīdzinājumā ir kā diena pret nakti.
2022. gada septembra beigās šī tehnoloģija tika izvēlēta par vienu no 100 revolucionārajām tehnoloģijām, kas 2022. gadā tika izstrādātas visā pasaulē, pasniedzot R&D 100 balvas.
Kā zināms, litija jonu akumulatori sastāv no pozitīviem un negatīviem elektrodiem, separatora, elektrolīta un strukturāliem materiāliem, taču tas, kā šie komponenti ir apvienoti litija jonu akumulatoros, nav labi zināms.
Litija jonu akumulatoros kritiski svarīgs materiāls, kas uztur akumulatora struktūru, ir līmviela.
Jaunā ātrās atbrīvošanas saistviela, ko atklāja Lorensa Bērklija Nacionālās laboratorijas pētnieki, ir izgatavota no poliakrilskābes (PAA) un polietilēnimīna (PEI), kas ir savienoti ar saitēm starp pozitīvi lādētiem slāpekļa atomiem PEI un negatīvi lādētiem skābekļa atomiem PAA.
Kad ātri atbrīvojošo saistvielu ievieto sārmainā ūdenī, kas satur nātrija hidroksīdu (Na+OH-), nātrija joni pēkšņi nonāk līmes vietā, atdalot abus polimērus. Atdalītie polimēri izšķīst šķidrumā, atbrīvojot visus iestrādātos elektroda komponentus.
Runājot par izmaksām, šīs līmes cena litija akumulatoru pozitīvo un negatīvo elektrodu ražošanā ir aptuveni viena desmitā daļa no divām visbiežāk izmantotajām līmēm.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 25. aprīlis