Специалисты из Германии совершили значительный шаг вперёд в создании экологически безопасных и экономически выгодных технологий производства аккумуляторных батарей. Их инновационная разработка позволяет эффективно перерабатывать катоды литий-ионных аккумуляторов с помощью сухой обработки.
Учёные Мюнстерского университета, представляющие Исследовательский центр аккумуляторов MEET и Институт промышленной химии, создали уникальную технологию. Она даёт возможность возвращать материалы в производственный цикл без потери их первоначальных характеристик.
Ключевая особенность нового метода заключается в применении политетрафторэтилена (ПТФЭ) в качестве связующего компонента. Это позволяет отказаться от использования токсичных и дорогостоящих растворителей, что значительно упрощает процесс переработки.
Майке Мишель Гнутцманн, исследователь из MEET, подчёркивает: «Сухая механическая переработка с использованием мельниц открывает широкие возможности для масштабирования технологии».
От теории к практике
В современной промышленности доминирует технология мокрой обработки катодов. Этот процесс включает создание суспензии из катодных и анодных материалов с растворителем, которую затем наносят на основу.
Однако сухая обработка электродов представляет собой более прогрессивный подход. Она не только упрощает производственный процесс, но и существенно снижает экологическую нагрузку благодаря отказу от органических растворителей.
Исследователи разработали инновационный метод переработки катодов, основанный на механическом измельчении и гранулировании. Благодаря особым свойствам ПТФЭ, материал легко отделяется от алюминиевого токосъемника без применения агрессивных химических веществ.
Экономическая эффективность
Важным преимуществом новой технологии является сохранение структуры активного материала и связующей сетки из ПТФЭ. Это позволяет повторно использовать компоненты в производственном цикле без потери качества.
Экспериментальные данные подтверждают, что электроды из переработанного материала демонстрируют характеристики, идентичные первичным композитам. При этом экономическая оценка показывает впечатляющие результаты:
- Экономия составляет около 0,8 доллара США на киловатт-час при уровне брака 5%
- Снижение затрат на обработку электродов на 2,6%
- Значительное увеличение экономической эффективности при масштабировании производства
По мнению разработчиков, новая технология обладает высоким потенциалом для промышленного внедрения благодаря сочетанию экологической безопасности и экономической целесообразности. Особенно перспективным её применение становится при организации крупномасштабного производства на гигафабриках.