我們?nèi)绾问闺姵鼗厥站哂谐杀拘б?？ReCell中心的科學(xué)家們朝著這個(gè)目標(biāo)又邁進(jìn)了一步。

鋰離子電池是我們現(xiàn)在和未來技術(shù)的引擎。它們?yōu)樵絹碓绞軞g迎的便攜式電子產(chǎn)品供電，例如智能手機(jī)、筆記本電腦和電動(dòng)汽車(EV)。但是鋰離子電池的使用越來越多，尤其是在汽車中，已經(jīng)超過了回收它們的技術(shù)?，F(xiàn)在，總部位于美國(guó)能源部(DOE)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的美國(guó)首個(gè)先進(jìn)電池回收研究與開發(fā)中心ReCell中心的科學(xué)家們?nèi)〉昧艘豁?xiàng)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)，消除了阻礙制造的最大障礙之一，使回收鋰離子電池在經(jīng)濟(jì)上可行。

目前使用的回收工藝能夠以對(duì)電池制造商而言價(jià)值較低的形式回收金屬。一個(gè)巨大的問題迫在眉睫：研究人員預(yù)計(jì)，在不到十年的時(shí)間里，每年將有200萬噸來自電動(dòng)汽車的報(bào)廢鋰離子電池退役。報(bào)廢電動(dòng)汽車電池的數(shù)量目前很少，但隨著舊款車型的使用壽命結(jié)束，這一數(shù)量即將大幅增加——而當(dāng)前的回收基礎(chǔ)設(shè)施還沒有為大量涌入做好準(zhǔn)備。

ReCell團(tuán)隊(duì)的一部分密歇根理工大學(xué)(MTU)的研究人員開發(fā)了一種創(chuàng)新工藝，用于分離構(gòu)成陰極（電池帶正電的電極）的有價(jià)值材料。

阿貢材料工程研究中心的科學(xué)家正在擴(kuò)大MTU的創(chuàng)新分離工藝，為大規(guī)?；厥针妱?dòng)汽車電池鋪平道路。由于電動(dòng)汽車電池的正極材料因汽車制造商和生產(chǎn)年份而異，回收商必須采用鋰金屬氧化物的混合物——鈷酸鋰、鎳錳鈷酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、磷酸鐵鋰等?！⑺鼈兎珠_，以便重復(fù)使用這些材料。那個(gè)曾經(jīng)不可能完成的任務(wù)突然變得可行了。

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在同行評(píng)審的科學(xué)雜志《能源技術(shù)》上發(fā)表的一篇新論文中，MTU和ReCell研究人員詳細(xì)介紹了他們的發(fā)現(xiàn)：一種使用稱為泡沫浮選的舊工藝的新方法來分離單個(gè)陰極材料的方法。

多年來，采礦業(yè)使用泡沫浮選來分離和提純礦石，根據(jù)材料是排斥水和漂浮，還是吸水和沉沒，泡沫浮選在浮選罐中分離材料。通常陰極材料會(huì)下沉，這使得它們難以相互分離。鋰鎳錳鈷氧化物(NMC111)和鋰錳氧化物(LMO)也是如此，ReCell團(tuán)隊(duì)在其實(shí)驗(yàn)中使用了兩種常見的電動(dòng)汽車電池陰極材料。研究人員發(fā)現(xiàn)，可以通過引入一種使目標(biāo)材料排斥水的化學(xué)物質(zhì)使其中一種陰極材料NMC111漂浮來實(shí)現(xiàn)分離。

一旦陰極材料被分離，研究人員通過測(cè)試確定該過程對(duì)材料的電化學(xué)性能的影響可以忽略不計(jì)。兩者都具有高純度水平（95%或更高）。

這非常重要，阿貢的材料科學(xué)家、該研究的合著者杰西卡達(dá)勒姆說，因?yàn)槿绻姵匦袠I(yè)要購(gòu)買回收的陰極材料以在新電池中重復(fù)使用，他們不會(huì)犧牲純度。

該研究與ReCell中心的使命有關(guān)，即推進(jìn)能源密集度較低的處理方法并捕獲有價(jià)值的材料以進(jìn)行直接回收——在不破壞化學(xué)結(jié)構(gòu)的情況下直接回收、再生和再利用電池組件。該中心是阿貢、美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室和橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、密歇根理工大學(xué)、加州大學(xué)圣地亞哥分校和伍斯特理工學(xué)院的合作項(xiàng)目。

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ReCell的發(fā)現(xiàn)有望產(chǎn)生廣泛的影響，例如降低回收鋰離子電池的成本；刺激報(bào)廢鋰離子電池有利可圖的回收市場(chǎng)的增長(zhǎng)；為生產(chǎn)者和消費(fèi)者降低電動(dòng)汽車的成本；使美國(guó)能夠在全球電池回收行業(yè)中競(jìng)爭(zhēng)；通過增加使用國(guó)內(nèi)回收電池材料來加強(qiáng)美國(guó)的能源獨(dú)立；并減少美國(guó)對(duì)外國(guó)材料來源的依賴。

但就目前而言，ReCell中心團(tuán)隊(duì)正專注于逐步創(chuàng)建一個(gè)經(jīng)濟(jì)上可行的完整的鋰離子電池回收過程。只有這樣，它才會(huì)被廣泛采用。

無論使用何種方法進(jìn)行這種回收，回收商都必須能夠從中獲利，達(dá)勒姆說，我們正在將這些步驟放在一起，因?yàn)槲覀冎溃罱K整個(gè)過程都必須是有利可圖的。