Чтобы наиболее полно обеспечить экологические и экономические преимущества использования электромобилей, важно рассматривать полный жизненный цикл аккумуляторов - от добычи необходимых материалов и производства аккумуляторов до их повторного использования во вторичных приложениях и последующей утилизации.
Одной из ключевых проблем утилизации является разделение материалов, то есть разработка способов отделения ценных материалов, таких как литий, никель, марганец и кобальт из использованных батарей быстрым, экономичным и экологически безопасным способом.
Решение этой задачи позволит создать экономику замкнутого цикла, которая будет одновременно устойчивой для экологии планеты и прибыльной для промышленности
Команда ReLiB в Лестере и Бирмингеме разработала новую технику ультразвукового расслоения, при которой активные материалы удаляются с электродов, оставляя чистый алюминий или медь. Этот процесс оказался очень эффективным при удалении оксидов графита и лития, никеля, марганца, кобальта, широко известных как NMC.
Было установлено, что материалы, извлеченные с использованием этого метода, имеют более высокую чистоту и, следовательно, более высокую ценность, чем материалы, извлеченные с помощью традиционных подходов к переработке, и их значительно легче использовать при производстве новых электродов. Процесс происходит быстро и использует технологии, широко применяемые в пищевой промышленности.
Предоставлено: Гэвин Харпер, Бирмингемский университет.
Эта новая технология работает так же, как известные ультразвуковые устройства, разрывая адгезионные связи между слоем покрытия и субстратом.
В существующих ранее технологиях рециркуляции литий-ионные аккумуляторы направляют в измельчитель или высокотемпературный реактор. Впоследствии необходим сложный набор физических и химических процессов для производства пригодных для использования материалов, содержащих литий, кобальт, никель и медь, которые они содержат. Такие методы пирометаллургической и гидрометаллургической переработки энергоемки и неэффективны.
Новый ультразвуковой метод представляет собой непрерывный процесс подачи, в котором в качестве растворителя используется вода или разбавленные кислоты, поэтому этот метод является более экологически чистым и менее дорогим в эксплуатации. Он может отслаивать в 100 раз больше электродного материала за заданное время, чем существующие методы отслаивания.
При выборе такого метода, когда батареи с истекшим сроком службы будут разобраны, а не измельчены, существует потенциал для восстановления большего количества материала в более чистом состоянии.
Исследователи протестировали эту технологию на четырех наиболее распространенных типах батарей и обнаружили, что в каждом случае она работает с одинаково высокой эффективностью.
