1. Problemas de poluição após a reciclagem de fosfato de ferro-lítio
O mercado de reciclagem de baterias de energia é enorme e, de acordo com instituições de pesquisa relevantes, o total acumulado de baterias de energia descartadas na China deverá atingir 137,4 MWh até 2025.
Tirando baterias de fosfato de ferro-lítioPor exemplo, existem principalmente duas formas de reciclagem e utilização de baterias de energia descartadas: uma é a utilização em cascata e a outra é a desmontagem e reciclagem.
A utilização em cascata refere-se ao uso de baterias de fosfato de ferro-lítio com capacidade residual entre 30% e 80% após a desmontagem e recombinação, aplicando-as em áreas de baixa densidade energética, como o armazenamento de energia.
A desmontagem e reciclagem, como o próprio nome indica, refere-se à desmontagem de baterias de fosfato de ferro-lítio quando a capacidade restante é inferior a 30%, e à recuperação de suas matérias-primas, como lítio, fósforo e ferro presentes no eletrodo positivo.
O desmantelamento e a reciclagem de baterias de íon-lítio podem reduzir a extração de novas matérias-primas, protegendo o meio ambiente, além de terem grande valor econômico, reduzindo significativamente os custos de mineração, fabricação, mão de obra e instalação de linhas de produção.
O processo de desmantelamento e reciclagem de baterias de íon-lítio concentra-se principalmente nas seguintes etapas: primeiro, coletar e classificar as baterias de lítio descartadas; em seguida, desmontá-las; e, por fim, separar e refinar os metais. Após essa operação, os metais e materiais recuperados podem ser utilizados na produção de novas baterias ou outros produtos, gerando uma significativa redução de custos.
No entanto, agora, incluindo um grupo de empresas de reciclagem de baterias, como a Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., subsidiária da Ningde Times Holding Co., Ltd., todas enfrentam um problema espinhoso: a reciclagem de baterias produz subprodutos tóxicos e emite poluentes nocivos. O mercado precisa urgentemente de novas tecnologias para reduzir a poluição e a toxicidade da reciclagem de baterias.
2. O LBNL descobriu novos materiais para solucionar os problemas de poluição decorrentes da reciclagem de baterias.
Recentemente, o Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (LBNL), nos Estados Unidos, anunciou a descoberta de um novo material capaz de reciclar baterias de íon-lítio descartadas usando apenas água.
O Laboratório Nacional Lawrence Berkeley foi fundado em 1931 e é administrado pela Universidade da Califórnia para o Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos EUA. Ele já ganhou 16 Prêmios Nobel.
O novo material inventado pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley chama-se Quick-Release Binder (Aglutinante de Liberação Rápida). As baterias de íon-lítio feitas com esse material podem ser facilmente recicladas, são ecológicas e não tóxicas. Basta desmontá-las e colocá-las em água alcalina, agitando-as suavemente para separar os elementos necessários. Em seguida, os metais são filtrados da água e secos.
Em comparação com a reciclagem atual de íons de lítio, que envolve triturar e moer as baterias, seguida de combustão para separação de metais e elementos, esse método apresenta toxicidade significativa e baixo desempenho ambiental. O novo material é uma alternativa completamente diferente.
No final de setembro de 2022, essa tecnologia foi selecionada como uma das 100 tecnologias revolucionárias desenvolvidas globalmente em 2022 pelo prêmio R&D 100.
Como sabemos, as baterias de íon-lítio são compostas por eletrodos positivos e negativos, um separador, eletrólito e materiais estruturais, mas a forma como esses componentes são combinados nas baterias de íon-lítio ainda não é bem compreendida.
Nas baterias de íon-lítio, um material essencial para manter a estrutura da bateria é o adesivo.
O novo adesivo de liberação rápida descoberto por pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley é feito de ácido poliacrílico (PAA) e polietilenoimina (PEI), que são conectados por ligações entre átomos de nitrogênio carregados positivamente no PEI e átomos de oxigênio carregados negativamente no PAA.
Quando o adesivo de liberação rápida é colocado em água alcalina contendo hidróxido de sódio (Na+OH-), os íons de sódio entram repentinamente no sítio adesivo, separando os dois polímeros. Os polímeros separados se dissolvem no líquido, liberando quaisquer componentes de eletrodo incorporados.
Em termos de custo, quando usado na fabricação de eletrodos positivos e negativos de baterias de lítio, o preço desse adesivo é cerca de um décimo do preço dos dois adesivos mais comumente usados.
Data da publicação: 25 de abril de 2023