Các nhà nghiên cứu công bố phương pháp tái chế pin lithium-ion hiệu quả, thân thiện với môi trường
Viện Bách khoa Worcester
Giáo sư Yan Wang của WPI dẫn đầu nhóm nghiên cứu phát triển quy trình mới. Nguồn: Viện Bách khoa Worcester
Trong một bước tiến lớn hướng tới công nghệ năng lượng bền vững, các nhà nghiên cứu tại Viện Bách khoa Worcester (WPI), do Giáo sư Yan Wang, Giáo sư Kỹ thuật Cơ khí và Vật liệu William B. Smith, dẫn đầu, đã phát triển một phương pháp mới, có khả năng mở rộng để tái chế pin lithium-ion theo cách vừa hiệu quả vừa thân thiện với môi trường.
Nghiên cứu của nhóm, có tựa đề "Tái chế hỗn hợp catốt Ni-Nạc đã qua sử dụng thành catốt đa tinh thể giàu Ni", đã được công bố trên tạp chí Energy Storage Materials. Bài báo trình bày chi tiết về phương pháp tái chế thủy luyện tiên tiến, mang lại lợi thế về cả môi trường và hiệu suất so với các phương pháp tái chế truyền thống.
Quy trình này đặc biệt nhắm đến vật liệu catốt hỗn hợp niken-nạc-nạc (Ni-nạc) đã qua sử dụng, thường được tìm thấy trong pin lithium-ion đã qua sử dụng.
Các phương pháp tái chế truyền thống gặp khó khăn trong việc thu hồi hiệu quả các vật liệu này và thường dựa vào các quy trình tiêu tốn nhiều năng lượng, tạo ra sản phẩm có giá trị thấp hơn.
Ngược lại, phương pháp của Wang thu hồi hơn 92% kim loại quan trọng - niken, coban và mangan - và biến chúng thành bột catốt hiệu suất cao.
Các thử nghiệm cho thấy pin được chế tạo từ những vật liệu tái chế này có hiệu suất tương đương với pin được chế tạo từ vật liệu nguyên chất, giữ lại 88% dung lượng sau 500 chu kỳ sạc và hơn 85% dung lượng sau 900 chu kỳ trong các cell pin túi quy mô thương mại.
Quy trình mới này cũng sử dụng ít hơn 8,6% năng lượng so với các phương pháp thủy luyện thông thường và giảm đáng kể lượng khí thải carbon - 13,9% so với tái chế truyền thống, nhiều hơn một chút so với tái chế trực tiếp.
"Công trình này không chỉ giải quyết những thách thức về môi trường do chất thải pin gây ra mà còn giúp giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào việc khai thác các vật liệu quan trọng", Wang cho biết.
"Chúng tôi đã chứng minh rằng có thể tạo ra pin hiệu suất cao từ vật liệu tái chế ở quy mô lớn, điều này rất cần thiết để xây dựng chuỗi cung ứng pin bền vững và linh hoạt hơn."
Đổi mới này trực tiếp giải quyết hai thách thức lớn: khối lượng pin thải ngày càng tăng và nhu cầu toàn cầu về các vật liệu quan trọng được sử dụng trong xe điện và các công nghệ năng lượng sạch khác.
Với việc ngành công nghiệp và các nhà hoạch định chính sách tập trung vào các giải pháp bền vững, bước tiến này có thể đóng vai trò then chốt trong việc xây dựng một nền kinh tế pin tuần hoàn và thân thiện với khí hậu hơn.
Thông tin thêm: Jiahui Hou và cộng sự, Tái chế hỗn hợp catốt Ni-Nạc đã qua sử dụng thành catốt đa tinh thể giàu Ni, Vật liệu lưu trữ năng lượng (2025). DOI: 10.1016/j.ensm.2025.104386
Được cung cấp bởi Viện Bách khoa Worcester
