動力電池回收市場巨大,根據相關研究機構預測,2025年我國退役動力電池累計將達137.4MWh。
以磷酸鐵鋰電池為例,相關退役動力電池的回收利用,主要有兩條路徑,一條是梯次利用,另一條是拆解回收利用。
梯次利用,指將剩余容量在30%~80%的磷酸鐵鋰動力電池,拆解重組后應用到對電池能量密度不高的領域,如儲能等。
拆解回收利用,顧名思義,當磷酸鐵鋰動力電池剩余容量低于30%時,將其進行拆解,回收其原材料,如正極的鋰、磷、鐵等。
鋰離子電池拆解回收有價值的鋰、鐵、磷等金屬和材料,不僅可以減少新原材料開采來保護環境,還有極大的經濟價值,開采成本、制造成本、人工成本、產線布置成本等都將極大減少。
聚焦鋰離子電池拆解回收,主要由以下步驟組成,首先收集廢舊鋰電池并進行分類處理,然后拆解電池,最后進行金屬分離和金屬提煉。一通操作下來,回收的金屬和材料即可用于新電池或其他產品的生產,大大節約了成本。
不過,現在包括寧德時代控股子公司廣東邦普循環科技有限公司在內的一眾電池回收企業,均面對一個棘手的問題電池回收會產生有毒副產品并排放有害污染物,市場亟需新技術來提高電池回收的污染性和毒害性。
維科網儲能注意到,近日,美國勞倫斯伯克利國家實驗室表示,他們找到了一種新材料,可以讓廢舊鋰離子電池只要用水就能回收。
勞倫斯伯克利國家實驗室成立于1931年,由加州大學為美國能源部科學辦公室管理,已獲得過16項諾貝爾獎。
勞倫斯伯克利國家實驗室工作人員發明的新材料叫做Quick-Release Binder,用其制成的鋰離子電池回收簡單、環保、無毒,只需要拆解開后放入堿性水,輕輕搖動就能將要元素分離,然后從水中濾出并風干即可。
相較而言,目前的鋰離子回收涉及切碎和研磨電池,燃燒后進行金屬及元素分離,毒害性嚴重,環保性不佳,兩者相比真是一個天一個地。
2022年9月下旬,該技術被R&D 100 Awards評為2022年全球開發的100項革命性技術之一。
眾所周知,鋰離子電池由正負極、隔膜、電解液和結構材料等組成,不過,有多少人知道上述組分是怎么結合在一起的呢?
在鋰離子電池中,將上述組分結合在一起,維持電池結構,離不開一種關鍵材料粘合劑。
粘合劑是大多數電池類型中使用的膠狀物質,包括鋰離子電池和我們在家居用品中使用的堿性電池。
勞倫斯伯克利國家實驗室工作人員發現的新型快速釋放粘合劑,即Quick-Release Binder,由聚丙烯酸 (PAA) 和聚乙烯亞胺 (PEI) 制成,它們通過PEI中帶正電的氮原子和PAA中帶負電的氧原子之間的鍵連接在一起。
當將Quick-Release Binder置于含有氫氧化鈉 (Na + OH – ) 的堿性水中時,鈉離子會突然進入粘合部位,從而將兩種聚合物分開。分離的聚合物溶解到液體中,釋放出嵌入其中的任何電極組件。
成本方面,該粘合劑用于制造鋰電池正負極時,價格約為兩種最常用的商業粘合劑的十分之一。
目前,勞倫斯伯克利國家實驗室該團隊正與電池回收企業onTo Technologies合作,打算完成對產品的測試并將其推向市場。