随着高容量电池的需求猛增,工程师们努力把更多的容量塞进更小的空间。新的电池技术来来去去这么多,但是,当你需要把电池容量、稳定性和寿命都考虑进去的时候,锂离子被证明是迄今为止储存能力最有效的方式。当我们达到一个供应的瓶颈时,这就意味着锂离子电池材料的成本必然会增加。这长期以来也一直被视为锂离子电池技术迫近的危机——如果需要的有限资源构建成本过高,电动汽车已经摇摇欲坠的经济可能土崩瓦解。 你可能认为锂才是最紧迫的问题,但实际上工程师们最担心的不是锂,而是它的阳极石墨。毕竟,在每个电池里石墨的需求比锂多得多。特斯拉自旋向上电池工厂为电动车生产高容量的锂离子电池,石墨的成本有可能向上大幅波动。橡树岭国家实验室的研究人员希望通过收获碳电池阳极的不可能(但非常合适的)来源——旧汽车,来阻止不断涨价的新工艺。具体来说,应该是旧汽车的轮胎。
轮胎的橡胶主要是由碳(像石墨)组成,但要让它变成一种可用于电池而不消耗太多能量的方法被证明是一个挑战。橡树岭国家实验室(ORNL)的流程设计有可能降低电池成本,使它们更有效率。最妙的是,它全部都是基于再生材料。尤其是当你将周围很多稀土元素所需的技术问题考虑进去时,就会发现真的没有更好的方法了。 将旧轮胎用于新车,当轮胎坏了将在一个巨大的(和非常棒的)工业碎纸机中被分解。(看看下面一个通用工业轮胎粉碎机的视频,你就会有一些想法:这些东西怎么像野兽一样野蛮。)然后,将轮胎粉末进行化学处理,过滤和干燥成一个固体蛋糕(不是那种吃的蛋糕)的高硫橡胶浆。这一步的过程与橡树岭从轮胎回收碳的过程不同。
超高密度橡胶蛋糕然后在氮气中进行热解,基本上是它们被加热。这个过程剩下的物质被称为炭黑,具有使其完美用于锂阳极的微观结构。事实上,这个过程产生的炭黑比最好的充电周期有100年之久的商用每克390mAh的石墨阳极材料更高效。 世界上大多数的石墨来自中国,而回收的轮胎是一个真正的全球资源。科学家们希望随着锂电池需求越来越大,这一过程还是能负担得起的。但除石墨的障碍之外并不完全能解决锂离子危机,电池容量推进速度仍是非常缓慢,未来五年似乎每一个新突破都遥不可及。 本文版权属于研发埠所有,如需转载请注明出处!
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