1. Problèmes de pollution après recyclage du phosphate de fer et de lithium
Le marché du recyclage des batteries électriques est énorme et, selon les instituts de recherche concernés, le total cumulé des batteries électriques retirées de la Chine devrait atteindre 137,4 MWh d'ici 2025.
Prise batteries au lithium fer phosphateà titre d'exemple, il existe principalement deux manières de recycler et d'utiliser les batteries électriques mises au rebut : l'une est l'utilisation en cascade et l'autre est le démantèlement et le recyclage.
L'utilisation en cascade fait référence à l'utilisation de batteries au lithium fer phosphate avec une capacité restante comprise entre 30 % et 80 % après démontage et recombinaison, et à leur application dans des zones à faible densité énergétique telles que le stockage d'énergie.
Le démantèlement et le recyclage, comme son nom l'indique, désigne le démantèlement des batteries de puissance au lithium fer phosphate lorsque la capacité restante est inférieure à 30 %, et la récupération de leurs matières premières, comme le lithium, le phosphore et le fer dans l'électrode positive.
Le démantèlement et le recyclage des batteries lithium-ion peuvent réduire l'extraction de nouvelles matières premières pour protéger l'environnement et ont également une grande valeur économique, réduisant considérablement les coûts d'extraction, les coûts de fabrication, les coûts de main-d'œuvre et les coûts d'aménagement des lignes de production.
Le démantèlement et le recyclage des batteries lithium-ion se concentrent principalement sur les étapes suivantes : d'abord, collecter et classer les batteries au lithium usagées, puis démonter les batteries, et enfin séparer et affiner les métaux.Après l'opération, les métaux et matériaux récupérés peuvent être utilisés pour la production de nouvelles batteries ou d'autres produits, ce qui permet de réduire considérablement les coûts.
Cependant, y compris désormais un groupe d'entreprises de recyclage de batteries, telles que Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., filiale de Ningde Times Holding Co., Ltd., toutes sont confrontées à un problème épineux : le recyclage des batteries produira des sous-produits toxiques et émettra des polluants nocifs. .Le marché a un besoin urgent de nouvelles technologies pour améliorer la pollution et la toxicité du recyclage des batteries.
2.LBNL a trouvé de nouveaux matériaux pour résoudre les problèmes de pollution après le recyclage des batteries.
Récemment, le laboratoire national Lawrence Berkeley (LBNL), aux États-Unis, a annoncé avoir découvert un nouveau matériau capable de recycler les batteries lithium-ion usagées avec uniquement de l'eau.
Le Laboratoire national Lawrence Berkeley a été créé en 1931 et est géré par l'Université de Californie pour le compte du Bureau scientifique du Département américain de l'énergie.Il a remporté 16 prix Nobel.
Le nouveau matériau inventé par le Lawrence Berkeley National Laboratory s'appelle Quick-Release Binder.Les batteries lithium-ion fabriquées à partir de ce matériau peuvent être facilement recyclées, respectueuses de l'environnement et non toxiques.Il suffit de les démonter, de les mettre dans de l'eau alcaline et de les secouer doucement pour séparer les éléments requis.Ensuite, les métaux sont filtrés et séchés.
Comparé au recyclage actuel du lithium-ion, qui implique le déchiquetage et le broyage des batteries, suivi d'une combustion pour la séparation des métaux et des éléments, il présente une toxicité grave et de mauvaises performances environnementales.En comparaison, le nouveau matériau ressemble au jour et à la nuit.
Fin septembre 2022, cette technologie a été sélectionnée parmi les 100 technologies révolutionnaires développées mondialement en 2022 par les R&D 100 Awards.
Comme nous le savons, les batteries lithium-ion sont constituées d’électrodes positives et négatives, d’un séparateur, d’un électrolyte et de matériaux structurels, mais la manière dont ces composants sont combinés dans les batteries lithium-ion n’est pas bien connue.
Dans les batteries lithium-ion, l’adhésif est un matériau essentiel qui maintient la structure de la batterie.
Le nouveau liant à dégagement rapide découvert par les chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory est composé d'acide polyacrylique (PAA) et de polyéthylène imine (PEI), qui sont reliés par des liaisons entre les atomes d'azote chargés positivement dans le PEI et les atomes d'oxygène chargés négativement dans le PAA.
Lorsque le Quick-Release Binder est placé dans de l’eau alcaline contenant de l’hydroxyde de sodium (Na+OH-), les ions sodium pénètrent soudainement dans le site adhésif, séparant les deux polymères.Les polymères séparés se dissolvent dans le liquide, libérant tous les composants d'électrode intégrés.
En termes de coût, lorsqu'il est utilisé pour fabriquer des électrodes positives et négatives pour batteries au lithium, le prix de cet adhésif est environ un dixième des deux plus couramment utilisés.
Heure de publication : 25 avril 2023