La technologie de récupération directe restaure les cathodes dans les batteries de lithium-ion utilisées

Selon le dernier numéro d'Advanced Energy Materials, une équipe de recherche du Gwangju Center for Clean Energy au Korea Institute of Energy Research a développé une technologie économique et écologique pour récupérer et restaurer directement les matériaux cathodiques à partir de batteries lithium-ion usagées.

Les matériaux cathodiques stockent et libèrent des ions lithium pendant les cycles de charge et de décharge, jouant un rôle essentiel dans la production d'énergie.

Les méthodes traditionnelles de recyclage des batteries impliquent l'écrasement des batteries utilisées et l'extraction chimiquement des métaux précieux comme le lithium, le nickel et le cobalt.Cependant, ce processus est à forte intensité d'énergie et génère des eaux usées et du dioxyde de carbone.Bien que les méthodes de récupération directe visent à récupérer et à restaurer les matériaux d'origine sans modifier leurs propriétés chimiques, elles nécessitent généralement des températures et des pressions élevées et impliquent des procédures complexes.

L'équipe de recherche a maintenant développé une technologie de récupération directe qui surmonte ces limites.Leur approche innovante restaure les matériaux de cathode dans les batteries lithium-ion utilisées à travers un processus simple qui fonctionne à température ambiante et à la pression ambiante.En immergeant les matériaux de cathode usés dans une solution de régénération, les ions lithium sont effectivement reconstitués, restaurant le matériau à son état d'origine.

La clé de cette nouvelle méthode réside dans l'utilisation d'une solution de régénération pour déclencher la corrosion galvanique.Lorsque deux matériaux différents entrent en contact dans un environnement d'électrolyte, la corrosion galvanique se produit, ce qui fait que un métal corrodait sélectivement l'autre.Les chercheurs ont ingénieusement appliqué ce mécanisme "sacrificiel" à la restauration de la batterie.

Dans le processus, le brome dans la solution de régénération réagit avec l'aluminium dans la batterie usée, déclenchant une corrosion spontanée.Lorsque l'aluminium corrode, il libère des électrons, qui transfèrent ensuite vers le matériau de la cathode utilisé.Pour maintenir la neutralité de charge, les ions lithiums de la solution migrent dans le matériau de la cathode.Cette réapprovisionnement au lithium-ion restaure efficacement le matériau de la cathode à son état d'origine.

Contrairement aux méthodes de recyclage conventionnelles qui nécessitent un démontage de la batterie, cette réaction de régénération a lieu directement dans la batterie, améliorant considérablement l'efficacité du processus de récupération.

Les tests de performance électrochimiques ont confirmé que les matériaux de cathode restaurés présentent des capacités comparables à celles des nouveaux matériaux.