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多倫多大學(xué)開(kāi)發(fā)出新技術(shù) 助力回收鋰離子電池中的金屬

時(shí)間:2022-10-10 22:01來(lái)源:蓋世汽車(chē) 作者:綜合報(bào)道

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隨著全球電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量激增，鋰離子電池需求量不斷上漲。據(jù)外媒報(bào)道，多倫多大學(xué)（University of Toronto）研究人員開(kāi)發(fā)出新技術(shù)，可助力回收鋰離子電池中的金屬。

該校應(yīng)用科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程、化學(xué)工程和應(yīng)用化學(xué)系教授Gisele Azimi 及其團(tuán)隊(duì)提出一種新的、更可持續(xù)的方法，以回收達(dá)到使用壽命的鋰離子電池中的有價(jià)值的金屬，包括鋰、鈷、鎳和錳。

圖片來(lái)源：多倫多大學(xué)

化學(xué)工程和應(yīng)用化學(xué)博士生Jiakai Zhang表示：“從原礦中獲取這些金屬需要耗費(fèi)大量的能源。但如果回收現(xiàn)有電池，我們可以為受限的供應(yīng)鏈提高支持，并降低電動(dòng)汽車(chē)電池的成本。”

電池回收不僅能以較低成本提供所需材料，而且還可以減少原礦開(kāi)采需求，從而保護(hù)環(huán)境。

電動(dòng)汽車(chē)電池的預(yù)期壽命為10至20年，但大多數(shù)汽車(chē)制造商僅提供8年或16萬(wàn)公里的保修（以更先達(dá)到的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)）。當(dāng)達(dá)到使用壽命時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)電池還可以進(jìn)行翻新進(jìn)行二次使用或回收金屬。但是今天許多電池被都會(huì)被不當(dāng)丟棄，并最終被填埋。

回收鋰離子電池的常規(guī)工藝基于使用極高溫度的火法冶金或使用酸和還原劑進(jìn)行提取的濕法冶金。這兩種工藝都屬于能源密集型：火法冶金會(huì)產(chǎn)生溫室氣體排放，而濕法冶金則會(huì)產(chǎn)生進(jìn)行處理的廢水。

相比之下，Azimi的實(shí)驗(yàn)室小組正在使用超臨界流體萃取從報(bào)廢的鋰離子電池中回收金屬。通過(guò)在高于臨界點(diǎn)的溫度和壓力下使用萃取溶劑，該工藝可將一種成分與另一種成分分離，并在該溫度和壓力下兼具液體和氣體的特性。

為了回收金屬，Zhang使用二氧化碳作為溶劑，將溫度提高到31ºC以上，并將壓力提高至7Mpa，使其達(dá)到超臨界相。

該團(tuán)隊(duì)表明，與傳統(tǒng)的浸出工藝相比，該工藝使鋰、鎳、鈷和錳的提取效率達(dá)到 90%，同時(shí)使用的化學(xué)品更少，二次浪費(fèi)也顯著減少。事實(shí)上，在超臨界流體萃取過(guò)程中消耗的主要能量來(lái)源是二氧化碳的壓縮。

Azimi表示：“我們方法的優(yōu)勢(shì)在于，我們使用的是空氣中的二氧化碳作為溶劑，而不是高度危險(xiǎn)的酸或堿，而二氧化碳含量豐富、便宜且惰性，而且易于處理、排放和回收。”

超臨界流體萃取并不是一個(gè)新工藝。自19世紀(jì)70年代以來(lái)，該工藝已被用于食品和制藥行業(yè)，以從咖啡豆中提取咖啡因。然而，這是該工藝首次用于從鋰離子電池中回收金屬。未來(lái)，Azimi及其研究團(tuán)隊(duì)還將不斷改善該工藝，推動(dòng)該方法實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：鋰離子電池金屬多倫多大學(xué)

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