科學(xué)家的方法可以在室溫下操作幾分鐘內(nèi)直接凈化鋰離子電池黑塊，即陽極和陰極以及其他材料的低價混合物。
他們的研究成果已發(fā)表在《RSC Sustainability》雜志上。
論文指出，由于電池組設(shè)計復(fù)雜，回收鋰離子電池目前利潤不高，效率也不高。拆卸電池組需要大量勞動力，而且很危險。要使用當(dāng)前的處理方法回收鋰離子電池并盈利，回收商的運營成本必須在每公斤廢舊電池 2-6 美元以內(nèi)——這還不包括勞動力成本，并且假設(shè)免收入場費。
通常，鋰離子電池的回收始于將電池粉碎，以便通過篩分、風(fēng)選、磁選和其他方法提取銅和鋁等非活性成分。這一過程留下了活性成分，即石墨和鋰金屬氧化物，統(tǒng)稱為“黑物質(zhì)”。
黑色物質(zhì)的質(zhì)量及其再利用價值往往取決于鎳和鈷的含量。黑色物質(zhì)通常作為低成本商品出售給濕法冶金下游工藝。
回收商的目標是通過凈化黑色物質(zhì)來生產(chǎn)單個活性電池組件，從而促進直接、短循環(huán)的回收過程，在該過程中，這些組件可以在電池制造過程中無需進一步加工即可重復(fù)使用。
萊斯特大學(xué)的科學(xué)家采用了一種直接回收方法，這是一種新興方法，可以在不損害材料晶體結(jié)構(gòu)的情況下回收鋰離子電池中有價值的成分。與火法冶金和濕法冶金等傳統(tǒng)方法相比，這種方法成本更低、更安全。
萊斯特的科學(xué)家在不使用表面活性劑添加劑的情況下將油滴研磨在水中，以選擇性地捕獲回收的鋰離子電池黑色粉末中的石墨。油滴可以從普通礦物油或植物油中提取。
除非加入肥皂，否則油和水不會混合，但研究人員發(fā)現(xiàn)，加入超聲波可以產(chǎn)生穩(wěn)定數(shù)周的納米油滴。研究人員發(fā)現(xiàn)，油納米液滴可以凈化黑色物質(zhì)，因為它們粘附在碳表面，并充當(dāng)膠水將疏水石墨顆粒粘合在一起，形成漂浮在水面上的大型油-石墨團塊，而不會影響有價值的疏水鋰金屬氧化物。刮掉油-石墨混合物，留下有價值的純金屬氧化物。
“這種快速、簡單且廉價的方法可能會徹底改變電池的大規(guī)?；厥辗绞?，”該研究的主要作者之一、萊斯特大學(xué)化學(xué)學(xué)院的杰克楊博士聲稱。
“我們現(xiàn)在希望與各種利益相關(guān)者合作，擴大這項技術(shù)的規(guī)模，并為鋰離子電池創(chuàng)造循環(huán)經(jīng)濟。”科學(xué)家們已經(jīng)根據(jù)這項研究向萊斯特創(chuàng)新中心提交了專利。
