多倫多大學開發出新技術 助力回收鋰離子電池中的金屬
時間:2022-10-10 22:01來源:蓋世汽車 作者:綜合報道
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該校應用科學與工程學院材料科學與工程、化學工程和應用化學系教授Gisele Azimi 及其團隊提出一種新的、更可持續的方法，以回收達到使用壽命的鋰離子電池中的有價值的金屬，包括鋰、鈷、鎳和錳。
圖片來源：多倫多大學
化學工程和應用化學博士生Jiakai Zhang表示：“從原礦中獲取這些金屬需要耗費大量的能源。但如果回收現有電池，我們可以為受限的供應鏈提高支持，并降低電動汽車電池的成本。”
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采需求，從而保護環境。
電動汽車電池的預期壽命為10至20年，但大多數汽車制造商僅提供8年或16萬公里的保修（以更先達到的數據為準）。當達到使用壽命時，電動汽車電池還可以進行翻新進行二次使用或回收金屬。但是今天許多電池被都會被不當丟棄，并最終被填埋。
回收鋰離子電池的常規工藝基于使用極高溫度的火法冶金或使用酸和還原劑進行提取的濕法冶金。這兩種工藝都屬于能源密集型：火法冶金會產生溫室氣體排放，而濕法冶金則會產生進行處理的廢水。
相比之下，Azimi的實驗室小組正在使用超臨界流體萃取從報廢的鋰離子電池中回收金屬。通過在高于臨界點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，使其達到超臨界相。
該團隊表明，與傳統的浸出工藝相比，該工藝使鋰、鎳、鈷和錳的提取效率達到 90%，同時使用的化學品更少，二次浪費也顯著減少。事實上，在超臨界流體萃取過程中消耗的主要能量來源是二氧化碳的壓縮。
Azimi表示：“我們方法的優勢在于，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新工藝。自19世紀70年代以來，該工藝已被用于食品和制藥行業，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，Azimi及其研究團隊還將不斷改善該工藝，推動該方法實現商業化。
(責任編輯：子蕊)
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