锂离子电池在当今世界无处不在。它们分散在我们的家中，为无数家用电器和设备供电;它们为我们的智能手机和可穿戴设备提供动力。锂离子电池也推动了电动汽车(EV)技术的电池革命。
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然而，当它们的使用寿命结束或失效时，就会出现浪费的主要问题。回收锂离子电池是一种选择，但大多数现有工艺都需要化学提取工艺和专业技术人员，并且在加工过程中可能会造成环境风险。
当依赖现有方法时，这也会导致成本和时间的增加。然而，一组研究人员莱斯大学开发了一种快速的绿色回收方法，能够使关键的电池组件可重复使用。
来自莱斯大学化学、材料科学和纳米技术教授实验室的James Tour认为，他们有一个解决方案，利用他们开发的一种新颖的“闪光”焦耳加热过程，从废物中产生石墨烯。
锂阳极的复兴
在杂志上发表的一篇论文中先进材料，该团队解释了他们如何重新校准闪光焦耳工艺，以恢复锂离子电池中发现的石墨阳极材料，并消除杂质，以便它们可以反复使用。
该团队希望他们的绿色闪光焦耳工艺可以解决回收锂离子电池时面临的挑战。锂离子电池不能像传统电子垃圾那样处理，因为锂是一种高活性元素。
”到2026年，锂离子电池的产量预计将是2017年的5倍，而目前只有不到5%的锂离子电池被回收詹姆斯·图尔教授解释道，他在2020年介绍了石墨烯的闪存工艺。
这给环境带来了沉重的负担，因为这些用过的电池被处理，阳极被燃烧以获取能量或被送往垃圾填埋场。
詹姆斯·图尔教授，莱斯大学
解决环境问题是关键，因为电池浪费加剧了污染问题;当与生产速度和对未来使用的预测相比较时，如何处理废物的问题也增加了。
图尔教授声称，闪光焦耳回收过程可以恢复关键金属和贵金属，并“以更加环保和经济友好的方式修复阳极．”
环境兼容性:闪光焦耳加热
闪光焦耳回收过程是通过诱导电池电极上的导电电子绝缘层(即固体电解质界面相(SEI))的降解来实现的。这一层通常保护阳极免受任何可能造成伤害的反应，以及导电锂离子。
与现有方法相比，闪光焦耳法也被认为是一种更环保的解决方案，因为闪光加热提供了一系列的环境效益，因为不需要溶剂，减少了有害化学物质的使用，并最大限度地减少了实现最大效果所需的能量。
与现有的回收方法(如高温煅烧)相比，闪烁SEI留下的石墨烯颗粒表现出更好的未来能源容量能力、良好的速率性能和循环稳定性。
高温煅烧不仅耗时，而且能源密集型，在工业规模上被认为是CO释放的主要原因2因此，它是气候变化的推动者。
莱斯大学实验室预计，回收一吨未经处理的锂离子阳极废物的成本约为118美元，但在32华氏度下，每克锂离子阳极的比容量为351毫安小时，超过了通过高温煅烧回收的阳极的电化学稳定性和速率性能。
除了废弃的石墨阳极，我们相信阴极、电解质及其混合物可以通过我们的方法有效地回收或修复。
陈伟音，莱斯大学研究生
Tour、Chen和团队的其他成员成功地证明了闪光焦耳方法可以重新配置，并具有引领锂离子阳极绿色复兴的应用潜力，为锂离子电池更环保的未来铺平了道路。
参考资料及进一步阅读
威廉姆斯，M. (2022)大米为锂离子阳极注入了新的生命，莱斯大学新闻与媒体关系．可以在:https://news.rice.edu/news/2022/rice-flashes-new-life-lithium-ion-anodes
陈,W。et al。(2022)“石墨阳极的闪光回收，”先进材料，第2207303页。可以在:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202207303
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