Saturazione al litio per rendere nuove vecchie batterie

Con la tecnologia di stoccaggio di energia che svolge un ruolo sempre più importante nella nostra vita quotidiana, che è destinato ad aumentare notevolmente con l'adozione di veicoli elettrici, la disponibilità dei materiali per produrre batterie agli ioni di litio, la loro smaltimento sicuro e le strategie per il riciclaggio sono preoccupazioni sempre più importanti.

Sebbene l'Europa e le altre regioni stiano iniziando a introdurre leggi che richiedono l'uso di materiali riciclati nella produzione di batterie, estrarre questi rimane economicamente una grande sfida per i riciclatori: separare e purificare i materiali al punto in cui possono essere riutilizzati richiedono più processi costosi e ad alta intensità di energia.

Gli scienziati guidati dall'Università Aalto della Finlandia inizialmente stavano studiando i meccanismi di invecchiamento dell'ossido di cobalto di litio, comunemente usati nei prodotti di elettronica di consumo e hanno fatto un'osservazione che li ha portati a studiare nuovi metodi per prolungare la loro vita o consentire il riutilizzo dei componenti senza il complesso processo di eliminarli alle materie prime. "Abbiamo notato che una delle principali cause del deterioramento della batteria è l'esaurimento del litio nel materiale dell'elettrodo", ha spiegato il professore dell'Università Aalto Tanja Kallio. "Le strutture possono comunque rimanere relativamente stabili, quindi volevamo vedere se possono essere riutilizzati."

Il gruppo ha sviluppato un processo di elettrolisi per riempire il litio negli elettrodi della batteria e quindi ha confrontato le prestazioni degli elettrodi trattati in questo modo con quelli realizzati con materiali nuovi di zecca. I risultati sono pubblicati sulla rivista Chemsuschem, in un documento intitolato Il riutilizzo di elettrodi LICOO2 raccolti da batterie agli ioni di litri di liro a carico dopo la re -litio elettrochimico dell'elettrodo.

Il gruppo ha scoperto che il processo di re-litizione serviva a ripristinare la struttura degli elettrodi originale e ha dimostrato la capacità, la capacità di frequenza e le proprietà di ciclabilità solo leggermente dietro le nuove batterie. Il gruppo ha inoltre osservato che i processi di elettrolisi comparabili sono già utilizzati in vari settori e che varrebbe anche la pena studiare su scala industriale.

"Riutilizzando le strutture delle batterie possiamo evitare molto del lavoro comune nel riciclaggio e potenzialmente risparmiare energia allo stesso tempo", afferma Kallio. "Riteniamo che il metodo possa aiutare le aziende che stanno sviluppando il riciclaggio industriale".

Per ora, il gruppo del prossimo obiettivo dell'Università di Aalto sarà quello di testare e ottimizzare il suo processo per l'uso con altri chimici delle batterie, in particolare i progetti di catodi ricchi di nichel che sono passati alla produzione su larga scala negli ultimi anni, principalmente come batterie per veicoli elettrici.