1. Masalah polusi setelah daur ulang litium besi fosfat
Pasar daur ulang baterai daya sangat besar, dan menurut lembaga penelitian terkait, total akumulasi baterai daya bekas di Tiongkok diperkirakan akan mencapai 137,4 MWh pada tahun 2025.
Memukau baterai litium besi fosfatSebagai contoh, terdapat dua cara utama untuk mendaur ulang dan memanfaatkan baterai daya bekas: pertama adalah pemanfaatan berjenjang (cascade utilization), dan kedua adalah pembongkaran dan daur ulang.
Pemanfaatan berjenjang mengacu pada penggunaan baterai daya litium besi fosfat dengan kapasitas tersisa antara 30% hingga 80% setelah pembongkaran dan penggabungan kembali, dan menerapkannya pada area dengan kepadatan energi rendah seperti penyimpanan energi.
Pembongkaran dan daur ulang, seperti namanya, mengacu pada pembongkaran baterai daya litium besi fosfat ketika kapasitas yang tersisa kurang dari 30%, dan pemulihan bahan bakunya, seperti litium, fosfor, dan besi pada elektroda positif.
Pembongkaran dan daur ulang baterai lithium-ion dapat mengurangi penambangan bahan baku baru untuk melindungi lingkungan dan juga memiliki nilai ekonomi yang besar, sangat mengurangi biaya penambangan, biaya manufaktur, biaya tenaga kerja, dan biaya tata letak lini produksi.
Fokus dari pembongkaran dan daur ulang baterai lithium-ion terutama terdiri dari langkah-langkah berikut: pertama, mengumpulkan dan mengklasifikasikan limbah baterai lithium, kemudian membongkar baterai, dan akhirnya memisahkan dan memurnikan logam. Setelah operasi tersebut, logam dan material yang diperoleh dapat digunakan untuk produksi baterai baru atau produk lainnya, sehingga sangat menghemat biaya.
Namun, kini termasuk sekelompok perusahaan daur ulang baterai, seperti anak perusahaan Ningde Times Holding Co., Ltd., Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., semuanya menghadapi masalah pelik: daur ulang baterai akan menghasilkan produk sampingan beracun dan memancarkan polutan berbahaya. Pasar sangat membutuhkan teknologi baru untuk meningkatkan kualitas daur ulang baterai dari segi polusi dan toksisitas.
2. LBNL menemukan material baru untuk mengatasi masalah polusi setelah daur ulang baterai.
Baru-baru ini, Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) di Amerika Serikat mengumumkan bahwa mereka telah menemukan material baru yang dapat mendaur ulang limbah baterai lithium-ion hanya dengan air.
Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley didirikan pada tahun 1931 dan dikelola oleh Universitas California untuk Kantor Sains Departemen Energi AS. Laboratorium ini telah memenangkan 16 Hadiah Nobel.
Material baru yang ditemukan oleh Lawrence Berkeley National Laboratory disebut Quick-Release Binder. Baterai lithium-ion yang terbuat dari material ini mudah didaur ulang, ramah lingkungan, dan tidak beracun. Baterai hanya perlu dibongkar dan dimasukkan ke dalam air alkali, lalu dikocok perlahan untuk memisahkan elemen yang dibutuhkan. Kemudian, logam-logam tersebut disaring dari air dan dikeringkan.
Dibandingkan dengan daur ulang lithium-ion saat ini, yang melibatkan penghancuran dan penggilingan baterai, diikuti dengan pembakaran untuk pemisahan logam dan elemen, metode ini memiliki toksisitas serius dan kinerja lingkungan yang buruk. Material baru ini seperti siang dan malam jika dibandingkan.
Pada akhir September 2022, teknologi ini terpilih sebagai salah satu dari 100 teknologi revolusioner yang dikembangkan secara global pada tahun 2022 oleh R&D 100 Awards.
Seperti yang kita ketahui, baterai lithium-ion terdiri dari elektroda positif dan negatif, pemisah, elektrolit, dan material struktural, tetapi bagaimana komponen-komponen ini digabungkan dalam baterai lithium-ion masih belum banyak diketahui.
Dalam baterai lithium-ion, material penting yang menjaga struktur baterai adalah perekat.
Pengikat Lepas Cepat baru yang ditemukan oleh para peneliti Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley terbuat dari asam poliakrilat (PAA) dan polietilen imina (PEI), yang dihubungkan oleh ikatan antara atom nitrogen bermuatan positif dalam PEI dan atom oksigen bermuatan negatif dalam PAA.
Ketika Quick-Release Binder ditempatkan dalam air alkali yang mengandung natrium hidroksida (Na+OH-), ion natrium tiba-tiba masuk ke tempat perekat, memisahkan kedua polimer. Polimer yang terpisah larut ke dalam cairan, melepaskan komponen elektroda yang tertanam di dalamnya.
Dari segi biaya, jika digunakan untuk memproduksi elektroda positif dan negatif baterai lithium, harga perekat ini sekitar sepersepuluh dari dua perekat yang paling umum digunakan.
Waktu posting: 25 April 2023