鋰離子電池回收獲新突破 微波工藝是關(guān)鍵
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】電池是現(xiàn)代社會重要的儲能介質(zhì)之一，其中鋰離子電池憑借能量密度高、輸出功率大自放電小、相對環(huán)保等優(yōu)點，在其中脫穎而出，憑借廣泛應(yīng)用和卓越性能影響著眾多行業(yè)的發(fā)展。甚至隨著環(huán)保政策的不斷出臺，電池技術(shù)的不斷發(fā)展，這種影響還在不斷加劇。
根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2022年全球鋰電池出貨量為948.1GWh，同比增長66.7%。同時，根據(jù)近幾年增長勢頭估計，預(yù)計到2025年，這個數(shù)字將會達到2344GWh。而隨之而來的便是對鋰需求的增長。
盡管，鋰元素在全球范圍內(nèi)的儲量約為1.05億噸，但受限于分布不均等問題，實際能夠被應(yīng)用的比重有限，甚至因為近幾年需求量的增長，已經(jīng)開始出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面。更糟糕的是，在這一背景下，鋰電池還存在回收率相對較低的問題。
目前，鋰電池的回收僅僅只存在在少部分情況下，這不僅浪費了寶貴的鋰資源，還對環(huán)境造成了潛在威脅。但與此同時，這種情況出現(xiàn)的原因很大程度上有來自于回收本身的利弊權(quán)衡問題。傳統(tǒng)從廢電池中回收鋰的方法會對環(huán)境造成污染，且效率低。簡單來說，由于鋰通常在其他金屬之后才會析出，因此回收過程中，鋰受到污染和損失不可避免，并且會能耗巨大。于是許多時候利弊權(quán)衡下，鋰電池回收只能不了了之了。
也正因如此，尋找合適的鋰回收手段是鋰電池研究中頗受關(guān)注的一個課題。而就在最近，美國萊斯大學(xué)研究團隊提供了一個新的方案。該方案是一種使用微波輻射和易于生物降解的溶劑進行選擇性鋰回收的快速、高效且環(huán)保的方法。并且根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果，這種方法可以實現(xiàn)30秒內(nèi)從廢舊鋰離子電池(LIB)陰極中回收50%的鋰的效果，在15分鐘內(nèi)浸出電池中87%的鋰，能夠達到傳統(tǒng)油浴加熱方法12小時才能實現(xiàn)的回收率，一定程度上解決了現(xiàn)有LIB回收技術(shù)的難點。
據(jù)悉，該方法利用氯化膽堿和乙二醇的混合物作為深共晶溶劑(DES)，通過微波輻射加速鋰的浸出過程。在DES浸出過程中，鋰會被氯化膽堿中的氯離子包圍并被浸出到溶液中。由于氯化膽堿擅長吸收微波輻射，因此研究人員將電池廢料浸入溶劑中，并用微波照射，從而能夠選擇性地從其他金屬中浸出鋰。
這種方法在高效、環(huán)保、選擇性方面都展示出了巨大的優(yōu)勢，為鋰離子電池回收問題提供了綠色、高效的解決方案。更重要的一點是，它的出現(xiàn)還有望推動鋰電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在新能源汽車產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，鋰離子電池的需求量將持續(xù)增長的大背景下，為緩解資源短缺和環(huán)境污染等問題提供了一個及時可行并且有效的應(yīng)對措施。
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