跳动城乡网锂离子电池已成为日常生活中不可或缺的一部分。废旧电池的数量也相应较高。它们含有大量的重要原材料，例如石墨。回收这种矿物质以在具有相同性能的新电池中重复使用是一个重要目标。
乌尔姆亥姆霍兹研究所和德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心(HZDR)的亥姆霍兹弗莱堡资源技术研究所(HIF)的研究人员现已展示了一种成功的石墨回收技术。在测试中，纯化石墨表现出与原始商业阳极级石墨相当的优异容量保持率。
锂离子电池(LIB)几乎存在于我们所有的电器中，是电动汽车的重要能源供应商。然而，各种老化过程会降低电池在使用期间的性能。
锂离子电池含有许多重要的原材料。除了得名的锂之外，它们还含有铜、镍、钴、铝和石墨等金属。后者指的是阳极材料，约占电池重量的15%–25%。石墨越纯，这种机制的作用就越好。
合成石墨，即使用能源密集型焦炭工艺生产的石墨，由于其优化和适应性强的特性，特别好地完成了这项任务。然而，天然(即从矿石中开采的)和合成阳极石墨主要来自中国，并且具有显着的环境足迹。
因此，为了回收原材料并同时最大限度地减少对中国的依赖，回收至关重要。目前，欧洲每年回收约10万吨废旧电池。
石墨的提纯及再利用
为了从报废电池中回收石墨，首先将它们切碎，留下所谓的黑色物质。使用泡沫浮选从这种细粉中提取石墨。该工艺基于矿物的选择性疏水化(即防水特性)以及这些颗粒与气泡的附着，随后通过泡沫回收气泡。
所得浓缩物通常使用氢氟酸等无机酸进行纯化，这也会造成环境破坏。在这种情况下，澳大利亚公司EcoGraf使用环保工艺清洁石墨颗粒，不需要剧的氢氟酸。
乌尔姆和弗赖堡亥姆霍兹研究所的研究人员检查了石墨颗粒的纯度和作为阳极材料的再利用。“通过我们进行的测试，我们可以证明从废弃锂离子电池中回收的石墨的电化学性能与新阳极石墨的电化学性能相匹配。相比之下，结构和形态变化不大。
“最重要的是，尽管回收过程中存在少量杂质，回收石墨仍具有超过350mAh/g的显着可逆比容量，”HIF科学家AnnaVanderbruggen博士在进行这项研究时说道。
对由再生石墨制成的新组装电池进行的测试显示出出色的循环稳定性。测试电池经过1000次充放电循环，容量保持率为80%。这与纯材料制成的参考全电池的性能相当。
循环经济的重要一步
该结果是满足去年刚刚修订的欧洲电池法规要求的重要一步。它规定到2030年将最低回收效率从50%提高到70%。
由于石墨占锂离子电池总质量的25%，并且在不久的将来仍将是锂离子电池的重要组成部分，因此这种回收工艺代表了在符合欧洲绿色协议要求方面取得的重大进展，最重要的是，推进循环经济。
