Blitzrecycling von Graphitanoden

Die ständig steigende Produktion kommerzieller Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) wird zu einer enormen Ansammlung von Abfall führen, wenn sie das Ende ihrer Lebensdauer erreichen. Eine geschlossene Lösung, mit effektivem Recycling von verbrauchten LIBs, wird sowohl die Umweltauswirkungen als auch die wirtschaftlichen Kosten ihrer Nutzung verringern. Derzeit werden weniger als 5 % der verbrauchten LIBs recycelt, und die Regeneration von Graphitanoden wurde leider größtenteils übersehen, trotz der erheblichen Kosten von batterietauglichem Graphit. Hier wird ein ultraleichtes Blitzrecycling-Verfahren zur Regeneration des Graphitanoden entwickelt und wertvolle Batteriemetallressourcen werden zurückgewonnen. Selektives Jouleheizen wird nur für wenige Sekunden angewendet, um die resistiven Verunreinigungen effizient zu zersetzen. Die erzeugten anorganischen Salze, darunter Lithium, Kobalt, Nickel und Mangan, können leicht aus den abgedampften Anodenabfällen mittels verdünnter Säure, speziell 0,1 m HCl, zurückgewonnen werden. Der blitzrecycelte Anode bewahrt die Graphitstruktur und ist mit einer Kohlenstoffhülle, die von einer festen Elektrolytgremiums-Oberfläche abgeleitet ist, beschichtet, was zu einer hohen anfänglichen spezifischen Kapazität, überlegenen Leistungsfähigkeit und Zyklusstabilität beiträgt, im Vergleich zu Anodenmaterialien, die mit einer Hochtemperatur-Calcination-Methode recycelt wurden. Lebenszyklusanalyse im Vergleich zu aktuellen Graphitproduktions- und Recyclingsmethoden zeigt, dass Blitzrecycling den Gesamtenergieverbrauch und die Treibhausgasemissionen erheblich reduzieren kann, während das Anodenrecycling in einen wirtschaftlich vorteilhaften Prozess verwandelt wird.