據(jù)外媒報道,伯明翰大學(xué)(The University of Birmingham)的研究人員展示了如何從廢舊鋰離子電池(LIB)中直接回收鋁和銅集流器。
(圖片來源:pubs.rsc.org)
現(xiàn)在,廢舊鋰離子電池的數(shù)量不斷增長,在處理時帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在鋰離子電池中,鋁和銅集流器是重要部件,約占總重量的15%以上。直接回收集流器,不僅可有效減少電池廢棄物,提供鋁和銅的可再生替代資源,而且不必耗費大量時間和能源來制造新的集流器。
研究人員表示,這項工作通過簡單的化學(xué)處理,從商用廢棄鋰離子電池中回收鋁和銅集流器,并分別將其成功地用于LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2正極和石墨負極。采用不同工藝處理的回收集流器,表現(xiàn)出與原始工藝不同的表面組成和形態(tài),具有獨特的可焊性(wettability)、粘附強度和導(dǎo)電性。
在較低的C速率下,這些回收的集流器表現(xiàn)出與原始集流器相同的電化學(xué)性能。而在高C速率下,由于鋁集電器的接觸導(dǎo)電性相對較低,應(yīng)格外謹慎。
大多數(shù)回收方面的研究都集中在電極的活性物質(zhì)上,很少有人關(guān)注非活性組件,如集流器、隔膜、電解質(zhì)和外殼。在這項研究中,研究人員探討不同的方法,對使用過的鋁和銅集電器進行分層處理,檢測所產(chǎn)生的表面形態(tài)對電極漿料的可焊性、粘附強度和導(dǎo)電性的影響。
(圖片來源:pubs.rsc.org)
研究人員在LIB半電池中對回收的集流器進行了測試,并與原始集流器進行比較。他們指出,盡管回收鋁和銅集流器的可行性已經(jīng)得到驗證,未來還需要進行深入的探討,尤其是以下兩個領(lǐng)域:
1. 界面粘附力與接觸電導(dǎo)率之間的沖突。要實現(xiàn)較高的粘附強度,集流器/電極界面上需要有更多的粘合劑,這不可避免地降低了接觸電導(dǎo)率。因此,開發(fā)新型粘合劑,使其具有更好的粘附性能或良好導(dǎo)電性,是一個關(guān)鍵目標(biāo)。
2. 擴大工業(yè)規(guī)模應(yīng)用。