为了在美国成功实现清洁能源转型，电动汽车（EV）电池的产量必须大幅增长。但美国严重依赖其他国家提供这些材料，并且容易受到供应链中断的影响。

“直接回收是电池行业的前沿技术。有几家初创公司正在进行小规模的试点项目。但商业规模的实施仍然需要新的创新。” Argonne、北美丰田研究所和丰田的电池生命周期解决方案小组正在探索一种回收电池组件的创新方法，双方致力于建立美国更为强大和可循环的电池供应链，加快电动汽车在美国的普及。

在当今的大多数电池回收中，报废电池组件的化学结构被分解为制造中使用的原材料。与这种传统方法不同，一种称为直接回收的技术会小心地从废旧电池中提取组件，保留了组件的原始结构。如果做得好，制造商可以重复使用这些组件。这种回收方式更便宜，也可减少回收过程和材料浪费。

直接回收如何帮助国内材料供应链？电池中的阴极（正极）具有复杂的化学成分，制造过程成本高昂，并产生大量废物。通过保护报废电池的阴极，直接回收可以显着降低制造成本和浪费，还可以减少对原始原材料的需求。

“直接回收是电池行业的前沿技术，“Argonne首席材料科学家Albert Lipson说。“有几家初创公司正在进行小规模的试点项目。但商业规模的实施仍然需要新的创新。”

阿贡实验室和丰田汽车北美公司签署了一项合作研发协议，以开发锂离子电池中阴极的直接回收工艺，锂离子电池在电动汽车中很普遍。特别是，该团队正在研究由镍、锰和钴制成的阴极。

此次合作利用了位于阿贡实验室的ReCell中心开发的一种有效的、正在申请专利的直接回收工艺。该过程使用磁铁将阴极和阳极（负极）与电池分离。

丰田正在为阿贡实验室提供报废电池和新的丰田插电式混合动力电动汽车电池。

“除了回收报废电池外，我们还对回收新电池感兴趣，“利普森说。“制造商生产的一些电池单元未通过质量测试。我们可以潜在地证明，制造商可以从失败的电池中取出阴极，并将它们放回生产过程中。这种能力可以转化为巨大的成本节约。

阿贡材料工程研究设施（MERF）的研究人员将把ReCell的直接回收工艺应用于丰田的电池，提取和再生正极材料。该团队将在纽扣电池中测试阴极性能的各个方面，例如容量、寿命和阻抗。如果电芯表现良好，MERF研究人员将扩大回收过程。然后，阿贡实验室的电池分析，建模和原型设计设施将从提取的阴极构建更大的软包电池，并测试电池的性能。与此同时，丰田将利用自己的研究设施来制造和测试电池。

该团队将比较回收阴极的性能与新的原始阴极的性能。该团队还将使用阿贡实验室的EverBatt模型来评估将直接回收工艺应用于丰田电池的成本和环境影响。

“我们的目标是证明该工艺可以经济高效地制造高性能阴极，同时减少能源使用和排放，“Lipson说。“如果我们成功了，电动汽车和电池制造商有可能将这一过程商业化。

该研究项目是ReCell中心的一部分，该中心由美国能源部车辆技术办公室提供支持。

文章来源：青蓝能源

注：本站转载的文章大部分收集于互联网，文章版权归原作者及原出处所有。文中观点仅供分享交流，如涉及版权等问题，请您告知，我将及时处理。