多伦多大学新技术 回收锂离子电池中的金属

盖世汽车讯 随着全球电动汽车销量激增，锂离子电池需求量不断上涨。据外媒报道，多伦多大学（University of Toronto）研究人员开发出新技术，可助力回收锂离子电池中的金属。

该校应用科学与工程学院材料科学与工程、化学工程和应用化学系教授Gisele Azimi 及其团队提出一种新的、更可持续的方法，以回收达到使用寿命的锂离子电池中的有价值的金属，包括锂、钴、镍和锰。

化学工程和应用化学博士生Jiakai Zhang表示：“从原矿中获取这些金属需要耗费大量的能源。但如果回收现有电池，我们可以为受限的供应链提高支持，并降低电动汽车电池的成本。”

电池回收不仅能以较低成本提供所需材料，而且还可以减少原矿开采需求，从而保护环境。

电动汽车电池的预期寿命为10至20年，但大多数汽车制造商仅提供8年或16万公里的保修（以更先达到的数据为准）。当达到使用寿命时，电动汽车电池还可以进行翻新进行二次使用或回收金属。但是今天许多电池被都会被不当丢弃，并最终被填埋。

回收锂离子电池的常规工艺基于使用极高温度的火法冶金或使用酸和还原剂进行提取的湿法冶金。这两种工艺都属于能源密集型：火法冶金会产生温室气体排放，而湿法冶金则会产生进行处理的废水。

相比之下，Azimi的实验室小组正在使用超临界流体萃取从报废的锂离子电池中回收金属。通过在高于临界点的温度和压力下使用萃取溶剂，该工艺可将一种成分与另一种成分分离，并在该温度和压力下兼具液体和气体的特性。

为了回收金属，Zhang使用二氧化碳作为溶剂，将温度提高到31oC以上，并将压力提高至7Mpa，使其达到超临界相。

该团队表明，与传统的浸出工艺相比，该工艺使锂、镍、钴和锰的提取效率达到 90%，同时使用的化学品更少，二次浪费也显著减少。事实上，在超临界流体萃取过程中消耗的主要能量来源是二氧化碳的压缩。

Azimi表示：“我们方法的优势在于，我们使用的是空气中的二氧化碳作为溶剂，而不是高度危险的酸或碱，而二氧化碳含量丰富、便宜且惰性，而且易于处理、排放和回收。”

超临界流体萃取并不是一个新工艺。自19世纪70年代以来，该工艺已被用于食品和制药行业，以从咖啡豆中提取咖啡因。然而，这是该工艺首次用于从锂离子电池中回收金属。未来，Azimi及其研究团队还将不断改善该工艺，推动该方法实现商业化。