鉅大LARGE | 點擊量：2399次 | 2018年05月20日
從廢棄電池中回收負(fù)極材料用于鋰電池有可行性嗎？
循環(huán)利用的負(fù)極材料如果來自于不同的電池會怎樣，電池的性能還能保持一致嗎？為了討論不同的重復(fù)利用負(fù)極材料的特性，將來自不同電池的負(fù)極材料回收后，重新做成負(fù)極，利用SEM觀察其形貌，如圖所示。
可以看出，VG和RAM的形貌有很大的不同，VG材料是片狀結(jié)構(gòu)的石墨層堆疊而成，循環(huán)過后的負(fù)極則由更小的片狀組成，表面不如VG材料一樣有較大的起伏，但是并不影響整體的循環(huán)性能。
圖.VG材料的SEM(a)、(b)兩種不同來源RAM材料SEM(c).(d).(e).(f)
在此之外，還進(jìn)行了小規(guī)模的擴(kuò)大試驗，證明了從廢棄電池中回收負(fù)極材料用于鋰電池的可行性。與實驗操作相比，為了保證拆解過程中的安全性，擴(kuò)大試驗需要在惰性的氣氛中進(jìn)行。結(jié)果表明，廢棄電池中的負(fù)極材料可以通過機(jī)械方式從商業(yè)電池中提取，而且利用從耗盡的電池取得的負(fù)極材料制作的電池在初始10周循環(huán)中沒有明顯的衰減。
使用不知道其循環(huán)歷史和制造質(zhì)量的RAM，可以真實地模擬現(xiàn)實世界的LiB回收條件。將RAM投入新負(fù)極制造的效果可以從SEM中看出，同時對廢棄鋰電池回收有了新的途徑。雖然RAM的形態(tài)各不相同，但是其性能并無明顯差異。
在整個實驗中，雖然不太廣泛，還是可以觀察到石墨材料預(yù)鋰化的現(xiàn)象，從而可以證明鋰嵌入碳材料的可能性。通過相同的處理，利用RAM和VG制作的負(fù)極表現(xiàn)出相似的循環(huán)穩(wěn)定性，RAM負(fù)極具有更高的首效。RAM和VG電池類似的首次循環(huán)表明雖然經(jīng)過使用，壽命終了了，RAM仍舊保持著結(jié)晶度。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
首次循環(huán)容量的提高主要歸因于鋰離子嵌入循環(huán)后的負(fù)極材料，沒有造成Li含量的消耗。但是要確認(rèn)預(yù)鋰化有助于RAM電池中SEI的重新形成的程度，則需要進(jìn)一步的研究。此外，更多的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行測試，例如在長期循環(huán)中的變化、倍率依賴性等。
分析認(rèn)為，鋰電池在充放電過程中，負(fù)極材料必然會發(fā)生或多或少的晶體結(jié)構(gòu)變化，壽命終止的電池負(fù)極材料想要與未使用過的負(fù)極材料性能結(jié)構(gòu)一致還是不可能的。同時，試驗中對于采樣的合理性要考慮到，電化學(xué)性能測試也不全面，需要進(jìn)一步驗證。負(fù)極材料重新利用是一個好的廢棄物處理辦法，將不同種類的負(fù)極材料進(jìn)行分類處理，根據(jù)產(chǎn)品用途進(jìn)行篩選分級可以保證產(chǎn)品質(zhì)量及廢棄物使用效率。
