1. Литий темір фосфатын қайта өңдеуден кейінгі ластану мәселелері
Қуат батареяларын қайта өңдеу нарығы өте үлкен, және тиісті зерттеу институттарының мәліметтері бойынша, Қытайдың пайдаланылған қуат батареяларының жалпы жинақталған қуаты 2025 жылға қарай 137,4 МВт/сағ-қа жетеді деп күтілуде.
Алу литий темір фосфат батареяларыМысал ретінде, ескірген қуат батареяларын қайта өңдеудің және пайдаланудың негізінен екі жолы бар: біріншісі - каскадты пайдалану, екіншісі - бөлшектеу және қайта өңдеу.
Каскадты пайдалану дегеніміз - бөлшектеуден және рекомбинациядан кейін 30%-дан 80%-ға дейінгі сыйымдылығы бар литий темір фосфатты қуат батареяларын пайдалану және оларды энергия сақтау сияқты төмен энергия тығыздығы бар аймақтарға қолдану.
Атауынан көрініп тұрғандай, бөлшектеу және қайта өңдеу дегеніміз - қалған сыйымдылығы 30%-дан аз болған кезде литий темір фосфаты бар қуат батареяларын бөлшектеу және оң электродтағы литий, фосфор және темір сияқты шикізатты қалпына келтіру.
Литий-ионды батареяларды бөлшектеу және қайта өңдеу қоршаған ортаны қорғау үшін жаңа шикізат өндіруді азайта алады, сонымен қатар үлкен экономикалық құндылыққа ие болады, өндіру шығындарын, өндіріс шығындарын, еңбек шығындарын және өндіріс желісін орналастыру шығындарын айтарлықтай азайтады.
Литий-ионды батареяларды бөлшектеу және қайта өңдеудің негізгі бағыты негізінен келесі қадамдардан тұрады: алдымен қалдық литий батареяларын жинау және жіктеу, содан кейін батареяларды бөлшектеу және соңында металдарды бөлшектеу және тазарту. Операциядан кейін қалпына келтірілген металдар мен материалдарды жаңа батареялар немесе басқа өнімдер өндіру үшін пайдалануға болады, бұл шығындарды айтарлықтай үнемдейді.
Дегенмен, қазір Ningde Times Holding Co., Ltd. еншілес компаниясы Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd. сияқты батареяларды қайта өңдеу компанияларының тобын қоса алғанда, барлығы күрделі мәселеге тап болып отыр: батареяларды қайта өңдеу улы қосалқы өнімдерді шығарады және зиянды ластаушы заттар шығарады. Нарыққа батареяларды қайта өңдеудің ластануы мен уыттылығын жақсарту үшін жаңа технологиялар қажет.
2.LBNL батареяларды қайта өңдеуден кейін ластану мәселелерін шешу үшін жаңа материалдар тапты.
Жақында Америка Құрама Штаттарындағы Лоуренс Беркли ұлттық зертханасы (LBNL) қалдық литий-ионды батареяларды тек сумен қайта өңдеуге болатын жаңа материал тапқанын хабарлады.
Лоуренс Беркли ұлттық зертханасы 1931 жылы құрылған және оны Калифорния университеті АҚШ Энергетика министрлігінің Ғылым басқармасы басқарады. Ол 16 Нобель сыйлығын жеңіп алған.
Лоуренс Беркли ұлттық зертханасы ойлап тапқан жаңа материал Quick-Release Binder деп аталады. Осы материалдан жасалған литий-ионды батареяларды оңай қайта өңдеуге болады, қоршаған ортаға зиянсыз және улы емес. Оларды тек бөлшектеп, сілтілі суға салып, қажетті элементтерді бөлу үшін ақырын шайқау керек. Содан кейін металдар судан сүзіліп, кептіріледі.
Қазіргі литий-ионды қайта өңдеумен салыстырғанда, батареяларды ұсақтау және ұнтақтау, содан кейін металл мен элементтерді бөлу үшін жағуды қамтитындықтан, оның уыттылығы айтарлықтай жоғары және қоршаған ортаға әсері нашар. Жаңа материалмен салыстырғанда күн мен түн сияқты.
2022 жылдың қыркүйек айының соңында бұл технология R&D 100 марапаттарымен 2022 жылы әлемде жасалған 100 революциялық технологияның бірі ретінде таңдалды.
Бізге белгілі болғандай, литий-ионды батареялар оң және теріс электродтардан, сепаратордан, электролиттен және құрылымдық материалдардан тұрады, бірақ бұл компоненттердің литий-ионды батареяларда қалай біріктірілгені жақсы белгісіз.
Литий-ионды батареяларда батарея құрылымын сақтайтын маңызды материал - желім.
Лоуренс Беркли ұлттық зертханасының зерттеушілері ашқан жаңа тез бөлінетін байланыстырғыш полиакрил қышқылынан (PAA) және полиэтилениминнен (PEI) жасалған, олар PEI-дегі оң зарядталған азот атомдары мен PAA-дағы теріс зарядталған оттегі атомдары арасындағы байланыстар арқылы байланысқан.
Тез бөлінетін байланыстырғыш натрий гидроксиді (Na+OH-) бар сілтілі суға салынған кезде, натрий иондары кенеттен желім орнына еніп, екі полимерді бөледі. Бөлінген полимерлер сұйықтыққа ериді, нәтижесінде кез келген енгізілген электрод компоненттері босатылады.
Литий батареясының оң және теріс электродтарын өндіру үшін пайдаланылған кезде, бұл желімнің бағасы ең көп қолданылатын екі желімнің оннан бір бөлігін құрайды.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 25 сәуір