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可回收报废车载锂离子电池中锂的过滤膜
中国储能网新闻中心 / 时间:2022-09-27 10:13:43

中国储能网9月26日讯:近日,东丽宣布开发出一种新型纳滤(NF)膜,可从报废的车载锂离子电池(LIB)中回收锂(Li)。可以预见,今后将会出现大量报废的车载锂离子电池,而目前这些电池中的锂大部分被丢弃了。

随着移动设备和电动汽车(EV)的普及,锂的需求将迅速增加。目前,南美等地是锂的主要供应源,而当地盐湖提锂的难点在于锂产量高的盐湖数量十分有限。而矿石提锂则伴随漫长的生产过程和高温热处理,因而二氧化碳排放量大,成本也高,致使原本就存在高价问题的锂离子电池或出现进一步涨价的风险。在日本,预计2030年左右锂的需求将超过其供应,届时,锂供应恐怕会难以得到保障。

在这一背景下,社会各界积极推进研发,探索从报废锂离子电池中回收锂的方法,纳滤膜便是其中之一,其特点在于能够选择性分离溶解的多价离子和有机物。事实上,纳滤膜早已实际应用于去除地下水和河水中的硬度成分和农药,以及食品和生物技术中的脱盐和精制等方面。

然而,传统的纳滤膜对强酸缺乏耐久性,因此适用范围仅限于中性区域,且对多价离子的选择分离性不足,无法高效进行分离。由于传统纳滤膜具有这些问题,因此无法应用于通过强酸从报废锂离子电池中浸出和回收有价金属。

本次东丽采用DX技术分析了酸导致纳滤膜性能退化的机制,以及最适合选择性分离膜的细孔结构。随后,东丽基于分析结果,充分运用有机合成化学、高分子化学和纳米技术,尝试创造一种兼具坚固的耐酸结构及小于1nm的精密细孔结构的交联高分子膜。据悉,新开发的纳滤膜所具备的耐酸度约为传统纳滤膜的5倍,离子选择性约为传统纳滤膜的1.5倍。

东丽还表示,本次开发的纳滤膜的应用将使有价金属得到有效回收,目前大部分被废弃掉的锂也将通过高纯度、高效率的方式得到回收。同时,该膜还能将1kg锂生产所对应的二氧化碳排放最高降低到矿石法的约1/3。

今后,东丽计划与汽车制造商、电池制造商、电池材料制造商和回收公司联手建立锂的回收方法,解决电动车普及所带来的锂供应不足风险,从而为实现碳中和社会作出贡献。