Directe hersteltechnologie herstelt kathoden in gebruikte lithium-ionbatterijen

Volgens het laatste nummer van Advanced Energy Materials heeft een onderzoeksteam van het Gwangju Center for Clean Energy bij het Korea Institute of Energy Research een economische en milieuvriendelijke technologie ontwikkeld om kathodematerialen direct te herstellen en te herstellen van gebruikte lithium-ionbatterijen.

Kathodematerialen bewaren en vrijgeven lithiumionen tijdens het opladen en ontladen van cycli, waarbij een cruciale rol speelt bij de energieopwekking.

Traditionele methoden voor het recyclen van batterijen omvatten het verpletteren van gebruikte batterijen en het chemisch extraheren van waardevolle metalen zoals lithium, nikkel en kobalt.Dit proces is echter energie-intensief en genereert afvalwater en koolstofdioxide.Hoewel directe herstelmethoden gericht zijn op het terugwinnen en herstellen van originele materialen zonder hun chemische eigenschappen te wijzigen, vereisen ze meestal hoge temperaturen en druk en omvatten ze complexe procedures.

Het onderzoeksteam heeft nu een directe hersteltechnologie ontwikkeld die deze beperkingen overwint.Hun innovatieve aanpak herstelt kathodematerialen in gebruikte lithium-ionbatterijen door een eenvoudig proces dat werkt bij kamertemperatuur en omgevingsdruk.Door gebruikte kathodematerialen onder te dompelen in een regeneratie -oplossing, worden lithiumionen effectief aangevuld, waardoor het materiaal in zijn oorspronkelijke staat wordt hersteld.

De sleutel tot deze nieuwe methode ligt in het gebruik van een regeneratie -oplossing om galvanische corrosie te activeren.Wanneer twee verschillende materialen in contact komen in een elektrolytomgeving, treedt galvanische corrosie op, waardoor het ene metaal selectief wordt gecorrodeerd om het andere te beschermen.De onderzoekers hebben dit "offer" mechanisme op batterijherstel ingenieus toegepast.

In het proces reageert broom in de regeneratieoplossing met aluminium in de gebruikte batterij, waardoor spontane corrosie wordt geactiveerd.Terwijl het aluminium corrodeert, brengt het elektronen uit, die vervolgens overbrengen naar het gebruikte kathodemateriaal.Om ladingsneutraliteit te behouden, migreren lithiumionen uit de oplossing naar het kathodemateriaal.Deze lithium-ionvulling herstelt het kathodemateriaal effectief in zijn oorspronkelijke staat.

In tegenstelling tot conventionele recyclingmethoden die de demontage van de batterij vereisen, vindt deze regeneratiereactie direct plaats in de batterij, waardoor de efficiëntie van het herstelproces aanzienlijk wordt verbeterd.

Elektrochemische prestatietests bevestigden dat de gerestaureerde kathodematerialen capaciteiten vertonen die vergelijkbaar zijn met die van nieuwe materialen.