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康飛宇、李寶華團(tuán)隊(duì)在退役鋰電池的高效綠色回收研究中取得新進(jìn)展

時(shí)間:2022-03-17 09:20來(lái)源:清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院 作者:綜合報(bào)道
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       預(yù)計(jì)到2025年，鋰離子電池的需求將達(dá)到200GWh，并將在隨后幾年急劇增加。然而，鋰離子電池的使用壽命有限，通常不到十年，這意味著將產(chǎn)生大量廢舊鋰離子電池。由于鋰具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值高和天然儲(chǔ)備有限的特點(diǎn)，而且鋰離子電池中使用的重金屬元素以及退役電池如處置不當(dāng)可能導(dǎo)致潛在的環(huán)境污染，因此迫切需要回收廢舊電池的高效綠色方法。
 
       近日，清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院材料研究院康飛宇教授和李寶華教授團(tuán)隊(duì)合作研究開(kāi)發(fā)出了一套高效綠色回收退役鋰離子電池的有效策略�；趲щ娡艘垭姵卦谒械木珳�(zhǔn)拆解，結(jié)合濕法冶金工藝，完成對(duì)廢舊電池中鋰、鐵、磷等單個(gè)元素的高效提取。該研究為解決退役鋰離子電池的高效綠色回收和高值化利用問(wèn)題提供了新思路，有助于推動(dòng)退役鋰電池回收的工業(yè)化進(jìn)程。
 
       不同于傳統(tǒng)方法中對(duì)廢舊電池放電后再回收，本研究通過(guò)在水中拆卸帶電卷芯電池（圖1），達(dá)成了對(duì)帶電電池接近完美的回收效率，超過(guò)了美國(guó)能源和歐洲電池部的目標(biāo)。通過(guò)精準(zhǔn)的非破壞性機(jī)械方法將電池各組件從水中分離出來(lái)，避免了來(lái)自負(fù)極的不可控反應(yīng)和電解液的燃燒。隨后，該研究團(tuán)隊(duì)以在水中拆解得到的極片為回收的起點(diǎn)，探究了一種只使用水為浸出劑的獨(dú)特元素提取方法（其中正極極片使用的NaOH浸出劑可以被再生），鋰、鐵、磷元素的浸出率分別達(dá)到99.7%、89.1%、99.2%（圖2）。
       
圖1.在水中拆解帶電卷繞型電池示意圖
圖2.室溫下從充電態(tài)廢舊磷酸鐵鋰電池中回收提取單個(gè)元素示意圖
 
       退役鋰電池回收系列相關(guān)研究成果分別以 “帶電廢舊鋰離子電池在水中精準(zhǔn)分離回收”（Precise separation of spent lithium-ioncells in water without discharging for recycling）和“室溫下從充電態(tài)廢舊磷酸鐵鋰電池中回收提取單個(gè)元素”（Room-temperature extraction of individual elements from charged spent LiFePO4 batteries）為標(biāo)題發(fā)表在國(guó)際知名期刊《儲(chǔ)能材料》（Energy Storage Materials）及《稀有金屬》（Rare Metals）上。文章第一作者為清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院2019級(jí)材料工程專業(yè)碩士研究生樊美岑。通訊作者為清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院材料研究院李寶華教授和康飛宇教授等。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 鋰電池 電池回收
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