研究人員最近開發出一種新方法,可以有效地回收舊電動車電池中的鋰。這項由威斯康辛大學麥迪遜分校的化學家團隊研發的低成本電化學方法,專門針對用過的電動車電池進行鋰的回收。研究小組提取了使用過的鋰鐵磷酸鹽(LFP)電池中的鋰,這一過程對於推動可持續的電池經濟至關重要。
研究人員指出,利用傳統方法從用過的LiFePO4電池中回收鋰並不具經濟可行性,因為在LiFePO4中除了鋰之外,並不存在其他有價值的金屬可供回收。威斯康辛大學的化學教授崔京信(Kyoung-Shin Choi)表示:「目前,儘管市場正在轉向LFP電池,但並沒有經濟上具有吸引力的方法來回收用過的LFP電池中的鋰。」他還提到,從礦山和鹽水沉積中獲取鋰會帶來許多負面的環境影響,即使這可能比回收便宜。
崔教授強調:「這些自然鋰資源的獲取也十分有限,我們需要一種創新的方法,能夠使從用過的LFP電池中回收鋰在商業上具有可行性,以支持一個循環和具競爭力的電池經濟。」這項研究發表在《ACS Energy Letters》上,報告了發明一種電化學系統,該系統由鋰離子提取電池和鋰離子回收電池組成,能夠通過簡單且具有成本效益的程序,將用過的LiFePO4鋰離子電池中的Li+回收為Li3PO4、Li2CO3或LiOH。
該研究指出,這些電池在回收Li+的同時,還能再生用於Li+浸出過程中消耗的酸,從而最小化所需化學品和產生的廢物,實現可持續且環境友好的鋰回收。研究報告中提到,電極的選擇、運行原理、性能以及鋰離子提取/回收電池的變化均得到了詳細報導。
崔教授的這一兩步電化學過程不需要特殊條件,並且最小化了化學投入和廢物。第一步是從用過的LFP電池中浸出鋰離子,並通過鋰離子儲存電極進行選擇性提取。在第二步中,提取的鋰離子被釋放到單獨的溶液中,以高純度的鋰化學品形式回收。崔教授及其同事已經使用商業LFP電池和黑質(從用過的LFP電池中工業化大量生產的物質)展示了該過程的可行性。
崔教授指出:「這項技術運行良好,但以最具成本效益的方式擴大規模至關重要。」她補充說,為了在整體回收過程中成功商業化,需要將這項技術與其他步驟進行整合,例如黑質的生產和使用。基於鋰的電動車電池有幾種不同類型,儘管LFP電池的能量密度低於基於鎳、錳和鈷等元素的電池,但其生產成本顯著較低且操作更安全。另一方面,由於鐵和磷酸鹽的價值不及鎳或鈷,使得LFP電池在回收方面的吸引力相對較低,這也是研究人員所關注的重點。

