重磅！美国获得16项诺奖的实验室，电池技术突破了！

2023-02-03 17:54

动力电池回收市场巨大，根据相关研究机构预测，2025年我国退役动力电池累计将达137.4MWh。

以磷酸铁锂电池为例，相关退役动力电池的回收利用，主要有两条路径，一条是梯次利用，另一条是拆解回收利用。

梯次利用，指将剩余容量在30%～80%的磷酸铁锂动力电池，拆解重组后应用到对电池能量密度不高的领域，如储能等。

拆解回收利用，顾名思义，当磷酸铁锂动力电池剩余容量低于30%时，将其进行拆解，回收其原材料，如正极的锂、磷、铁等。

锂离子电池拆解回收有价值的锂、铁、磷等金属和材料，不仅可以减少新原材料开采来保护环境，还有极大的经济价值，开采成本、制造成本、人工成本、产线布置成本等都将极大减少。

聚焦锂离子电池拆解回收，主要由以下步骤组成，首先收集废旧锂电池并进行分类处理，然后拆解电池，最后进行金属分离和金属提炼。一通操作下来，回收的金属和材料即可用于新电池或其他产品的生产，大大节约了成本。

不过，现在包括宁德时代控股子公司广东邦普循环科技有限公司在内的一众电池回收企业，均面对一个棘手的问题：电池回收会产生有毒副产品并排放有害污染物，市场亟需新技术来提高电池回收的污染性和毒害性。

维科网储能注意到，近日，美国劳伦斯伯克利国家实验室表示，他们找到了一种新材料，可以让废旧锂离子电池只要用水就能回收。

劳伦斯伯克利国家实验室成立于1931年，由加州大学为美国能源部科学办公室管理，已获得过16项诺贝尔奖。

劳伦斯伯克利国家实验室工作人员发明的新材料叫做Quick-Release Binder，用其制成的锂离子电池回收简单、环保、无毒，只需要拆解开后放入碱性水，轻轻摇动就能将要元素分离，然后从水中滤出并风干即可。

相较而言，目前的锂离子回收涉及切碎和研磨电池，燃烧后进行金属及元素分离，毒害性严重，环保性不佳，两者相比真是一个天一个地。

2022年9月下旬，该技术被R&D 100 Awards评为2022年全球开发的100项革命性技术之一。

众所周知，锂离子电池由正负极、隔膜、电解液和结构材料等组成，不过，有多少人知道上述组分是怎么结合在一起的呢？

在锂离子电池中，将上述组分结合在一起，维持电池结构，离不开一种关键材料：粘合剂。

粘合剂是大多数电池类型中使用的胶状物质，包括锂离子电池和我们在家居用品中使用的碱性电池。

劳伦斯伯克利国家实验室工作人员发现的新型快速释放粘合剂，即Quick-Release Binder，由聚丙烯酸 (PAA) 和聚乙烯亚胺 (PEI) 制成，它们通过PEI中带正电的氮原子和PAA中带负电的氧原子之间的键连接在一起。

当将Quick-Release Binder置于含有氢氧化钠 (Na + OH – ) 的碱性水中时，钠离子会突然进入粘合部位，从而将两种聚合物分开。分离的聚合物溶解到液体中，释放出嵌入其中的任何电极组件。

成本方面，该粘合剂用于制造锂电池正负极时，价格约为两种最常用的商业粘合剂的十分之一。

目前，劳伦斯伯克利国家实验室该团队正与电池回收企业OnTo Technologies合作，打算完成对产品的测试并将其推向市场。

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