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美国研发锂离子电池制作回收环保法 可下降加工成本和能耗
美国研发锂离子电池制作回收环保法 可下降加工成本和能耗
  • 发布时间:2020-06-01 16:18

美国研发锂离子电池制作回收环保法 可下降加工成本和能耗

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据外媒报道,美国弗吉尼亚理工学院(Virginia Tech)的研究人员展现了一种绿色、可持续性的锂离子电池(LIB)制作方法,可以在电池电极出产和收回过程中不运用有害的有机溶剂。


图片来历:弗吉尼亚理工学院


研究人员发现,经过水基工艺制作的电极与传统基于溶剂工艺制作的电极的速率功能和循环寿数适当。运用水溶性粘合剂可以运用水,从废电极中收回阴极化合物,成功再生此类化合物后,新电极与原始电极电化学功能适当。

在电池制作和处理过程中,量产锂离子电池或许会引起环境问题。传统的锂离子电池电极,特别是阴极,采用N-甲基吡咯烷硐(NMP)作为溶剂,运用淤浆法制成。事实上,据估计,年产能为10万组功率为60 kW、 10 kWh插电式混合动力轿车(PHEV)电池的电池制作厂每年需求运用410万公斤的NMP来堆积阴极层。考虑到全球锂离子电池的产能约为400 GWh,则需求大量的NMP。

可是,NMP是一种贵重的再生毒性物质,已于2018年被欧盟委员会列为闲置物名单。此外,在锂离子电池的出产过程中,大约47%能耗都花在电极枯燥过程,用于NMP溶剂的蒸发和收回,假如用水代替NMP,则可以削减四分之一的能耗。在枯燥室设备上,还需消耗29%的能量,用于控制浆液混合和浇铸操作的湿度和温度。因而,需求研制新型电极出产工艺和/或NMP代替品,从而降低加工成本和能源消耗。

研究人员在电极出产中用水代替了NMP,并从集电器中分离出黑色物质(炭黑和活性物质的混合物),将水溶性粘合剂溶解在水中以完成收回,再将活性物质从炭黑中分离出来,再次锂化生成电池材料。

研究人员表示,在此次研究中运用的水基加工电极具有优异的电化学功能,与用收回材料中制成电极的电化学功能适当。假如可以处理一些潜在的挑战,此种方法可以提供一个绿色、可持续的工艺,用于制作和收回锂离子电池。

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