使用済みリチウムのイノベーション

リチウムイオン電池を作るには、部品を採掘して精製する必要があります。 正極が構築され、電池が製造されます。 これらのバッテリーが充電できなくなったら、できるだけ多くの金属やプラスチックを再生するためにリサイクルする必要があります。

記事の投稿元 | 絵里

最近、テクノロジー企業がバッテリー設置面積の小さい新しいリチウムイオンバッテリーを開発したというニュースが流れました。 アノードのグラファイトをシリコンに置き換えます。 より多くのエネルギーを保持します。 実際、フィットネス トラッカーで使用した場合、バッテリーのエネルギー密度は約 20% 増加しました。

現在、新しいシリコン負極電池はウェアラブルフィットネストラッカーに使用されています。 これらを開発した会社はBMWおよびダイムラーと提携関係を結んでいます。 リチウムイオン電池の製造に関する技術は進歩を続けていますが、使用済みのリチウムイオン電池の廃棄とリサイクルには何か革新はあるのでしょうか?

リチウムイオン電池を作るには、部品を採掘して精製する必要があります。 正極が構築され、電池が製造されます。 これらのバッテリーが充電できなくなったら、できるだけ多くの金属やプラスチックを再生するためにリサイクルする必要があります。 これにより、それらを再度使用して新しい電池を作ることができます。

多くの場合、これは費用対効果の高いプロセスではないと考えられています。 真実は、製造とリサイクルの両方における革新により、リチウムイオン電池は製造とリサイクルにおいてコスト効率の高い電池であるということです。 すべてはテクノロジーの変化に帰着します。

使用済みバッテリーのリサイクルに注目すべきもっと重要な理由があります。 専門家らは、コバルトとリチウムの貯蔵は2024年から制限されると考えている。ニッケルの貯蔵は2025年までは大丈夫と予想されているが、ある時点でこれらの貯蔵も減少し始める可能性がある。 バッテリー製造の進歩と、それらの貴重な材料のリサイクルに重点を置くことは、生産において不可欠なステップです。

米国省は全米電気製造業者協会と協力して、リチウムイオン電池のリサイクル基準を作成しました。 これらのリサイクル基準が制定されると、使用済みバッテリーの廃棄とリサイクルが中心的な役割を果たします。 その一方で、多くの企業や組織はすでにリチウムイオン電池のあり方を変えるために懸命に取り組んでいます。

現在、使用済みリチウムイオン電池に含まれる金属にはさまざまな酸化物があるため、価値が低いわけではありません。 リチウムコバルト、リチウムニッケルマンガンコバルト、リチウムニッケルコバルトアルミニウム、リチウム鉄リン酸塩などの種類があります。 電池メーカーは純粋な金属を求めています。 品質は重要です。 エネルギー省のアルゴンヌ国立研究所は、リチウムイオン電池をリサイクルする費用対効果の高い方法を発見しました。 簡単ではない。

DOE が発見したのは、泡浮選により材料を分離できるということです。 泡浮選はどのように機能しますか? 使用済みバッテリーの酸化物は浮選タンクに入れられ、ミキサーで空気がポンプで送り込まれ、溶液が泡立つのを助けます。 カソード材料は通常、水を吸収した後、底に沈みます。 この場合、水分の吸収を防ぐ化学添加剤の添加により、リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物が浮遊することが判明した。 その結果、リチウムマンガン酸化物は沈んだままになりました。

分離後、彼らはカソード材料をテストした。 純度は 95% 以上でした。 この発見のおかげで、バッテリーメーカーが新たに採掘されたバッテリーよりもリサイクルされたバッテリーを購入する可能性が高まりました。

ウースター工科大学の研究では、リサイクル材料から作られたバッテリーの方が性能が良いことが判明しました。 Yan Wang 教授によるこの研究では、リサイクルされたカソード粉末がテストされ、新しい粉末と比較されました。 リサイクルされた材料はすべて 50% 以上長持ちしました。

新しいカソード粉末から作られた粉末は、7,600 サイクル後に容量が 70% まで低下しました。 リサイクルされた正極粉末の場合、容量が 70% に低下するまでに 11,600 サイクルかかりました。 この研究では、リサイクルされたバッテリーが最良の選択肢であることが判明しました。

バーミンガム大学では、チームがリチウムイオン電池をリサイクルする新しい方法に取り組んでいます。 彼らは、最も費用対効果の高い方法は、バッテリーを細断し、構成要素を化学的に分離し、分離した材料を分離してリサイクルすることであることを発見しました。 炉プロセスではバッテリー成分の 70% しか回収できませんが、大学の方法では 90% が回収されます。

一方、レスターのファラデー研究所は、電極内の材料を分離するための超音波の使用をテストしています。 チームはリチウムイオン電池を細断するのではなく、解体した。 その後、超音波を照射すると、80% の回復率が得られました。

リチウムイオン電池はどのような機器に搭載されていますか? これらは、スマートフォンからラップトップ、自動車からウェアラブルな健康トラッカーやフィットネストラッカーに至るまで、あらゆるものに使用されています。 一般的なルールとして、充電可能な場合はリチウムイオン電池である可能性が高くなります。

ここ 1 ～ 2 年で、GM、日産、リバン、テスラ、フォルクスワーゲンなどの企業による全電気自動車 (EV) の需要が増加しました。 それに伴いコバルトとリチウムの価格が大幅に上昇した。 フォーブスのレポートによると、2020年のコバルト価格は70%上昇に近づき、リチウム価格は127%上昇しました。

Pew Research によると、現在米国では 180 万台の EV が登録されています。自動車用リチウムイオン電池の寿命は約 10 ～ 20 年です。 ほとんどの EV メーカーは、65,000 マイルまたは 100,000 マイル/8 年間の保証を提供しています。 Kia は保証を 100,000 マイル/10 年に延長します。 ヒュンダイは生涯保証を提供します。

暑い気候では、寒い気候よりも早くバッテリーが消耗する傾向があります。 急速充電器を使用すると、バッテリーが加熱され、寿命が短くなる可能性があります。 結果がどうであれ、ほとんどのバッテリーは 20 年以内に交換する必要があり、最終的に何十万個ものバッテリーがリサイクルする必要があることになります。

車のバッテリーの推定寿命は最も長い傾向があります。 ラップトップ、ゲーム コントローラー、充電式イヤホンなどの小型デバイスは、通常 500 回の充電でしか持続せず、これは約 2 ～ 3 年間です。 その時点で、それらは責任を持ってリサイクルされる必要があります。 これらのバッテリーをリサイクルする必要がある場合、どこに相談しますか?

リチウムイオン電池を廃棄することはできません。 今でもゴミとして捨てる人もいますが、危険物質は現在、地域の埋め立て地に運ばれています。 走行中にバッテリーパックが破裂すると、火災が発生する可能性があり、ゴミ収集車のオペレーターは燃えているゴミを道路や駐車場に捨てなければなりません。 これは環境を汚染するだけでなく、道路の閉鎖やトラックの代替につながる可能性もあります。

代わりに、e-Steward、NAID、および R2 認定を受けたバッテリー リサイクル会社で責任を持ってバッテリーをリサイクルしてください。 これは、すべてのリサイクル手順が法律に従って行われ、従業員の安全に重点が置かれ、米国内で処理され、海外に送られることがないことを意味します。 リチウムイオン電池がラップトップやスマートフォンなどのデバイスに搭載されている場合、盗難を防ぐためにデータが破壊されます。

ERIはリチウムイオン電池のリサイクルを専門としています。 当社はお客様の所在地でバッテリーを引き取り、リサイクルのために小売店、集合住宅、オフィスビルにバッテリーの箱を置いておくことができます。 当社では、お客様ご自身で充填して、送料着払いラベルを使用して当社に発送できるバッテリーリサイクルボックスを提供しています。 バッテリーをリサイクルするために当社の施設に返送します。 あなたの会社が安全性リコールに関係するバッテリーを処理する必要がある場合、私たちはそれもお手伝いします。

ERI のバッテリーリサイクル専門家は全員、リチウムイオンバッテリーの保管と取り扱いについて特別な訓練を受けています。 当社はバッテリーを米国内で処理し、国外に発送することはありません。 リサイクルのために収集したバッテリーはすべて、州法および連邦法に従ってリサイクルされます。 乾電池およびリチウムイオン電池リサイクル プログラムの詳細を今すぐご覧ください。

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