科技日報訊 （記者張佳欣）據(jù)最新一期《先進能源材料》雜志報道，韓國能源研究所光州清潔能源研究中心研究團隊成功研發(fā)出一種既經(jīng)濟又環(huán)保的技術，可直接回收和修復廢舊鋰離子電池中的陰極材料。
陰極材料在電池充放電過程中存儲和釋放鋰離子，在發(fā)電過程中發(fā)揮關鍵作用。
傳統(tǒng)電池回收方法是將廢舊電池粉碎，通過化學工藝提取鋰、鎳、鈷等有價值金屬。但這一過程不僅能耗巨大，而且會產生廢水和二氧化碳。直接回收技術能在不改變材料化學性質的情況下回收并恢復原始材料，但需要高溫高壓條件，而且流程復雜。
研究團隊開發(fā)出一種直接回收技術，能通過簡單過程，直接修復廢舊鋰離子電池中的陰極材料，克服了傳統(tǒng)回收方法的局限性。這種創(chuàng)新方法可在常溫和常壓下進行，只需將廢舊陰極材料浸入復原溶液中，即可有效補充鋰離子，從而將其恢復至原始狀態(tài)。
新技術的關鍵在于使用復原溶液進行原電池腐蝕。當兩種不同材料在電解質環(huán)境中接觸時，會發(fā)生原電池腐蝕，導致一種金屬選擇性腐蝕以保護另一種金屬。研究團隊利用這一“犧牲”機制，創(chuàng)新地將這種現(xiàn)象應用于電池復原中。
復原溶液中的溴在與廢舊電池中的鋁接觸時會引發(fā)自發(fā)腐蝕。在此過程中，被腐蝕的鋁會釋放出電子，隨后轉移到廢舊陰極材料上。為了保持電荷中性，復原溶液中的鋰離子會轉移到陰極材料中。鋰離子的這一過程使陰極材料恢復到了原始狀態(tài)。
此外，與需要拆卸廢舊電池的傳統(tǒng)方法不同，該復原反應直接在電池內部進行，從而顯著提高了回收過程的效率。
研究團隊通過電化學性能測試證實，復原后的陰極材料容量與新材料相當。
