Laddade EVS | NREL använder Nano-CT-avbildning för att förbättra batteriåtervinningen
Forskare vid US Department of Energy’s National Renewable Energy Laboratory (NREL) undersöker en alternativ metod för direktåtervinning, som syftar till att bevara och renovera batterimomponenter för en mer effektiv och kostnadseffektiv process.
Forskarna använder röntgen nanoskala datortomografi (Nano-CT) för avbildning av livslängdsbatterier tillsammans med NRELs verktygslåda för mikrostrukturanalys (MATBOX) för att avslöja dolda brister som påverkar kvaliteten på material som återvinns för återvinning. Skanningen gör att de kan identifiera och kvantifiera skadorna i varje cell, isolera olika skikt för att maximera den rumsliga variationen.
”Nu när vi har identifierat omfattningen av denna sprickor utvärderar vi nya sätt att bearbeta slutet av livet för att reparera en del av den skadan,” sade Popeil. ”Genom att rikta in sig på mekaniska förändringar på materialet kan vi undvika omfattande kemisk bearbetning till förmån för förenklade och effektivare återhämtningsmetoder.”
Eftersom Nano-CT är icke-förstörande, kan forskare observera förändringar i den inre strukturen och sammansättningen av batterimaterial när de händer i realtid, och erbjuder insikter om hur materialen förändras under drift och cykling.
Projektet har undersökt kommersiella battericeller som cyklades under realistiska, långsiktiga förhållanden i forskning som genomförts av DOE: s fordonsteknologikontor.
”Tidigt i detta projekt fann vi att det slutliga materialet visade en liknande energikapacitet som orörda, oanvända battericeller, men laddningshastigheten minskades kraftigt,” sade Melissa Popeil, en doktorand för NREL-energilagring. ”Vi blev förvånade över att upptäcka att den primära skadetypen som begränsade batteriets prestanda var morfologiska förändringar eller partikelsprickor inom materialmikrostrukturen.”
Forskarna kommer därefter att utöka projektet till att omfatta ett bredare utbud av batterimaterial som kommer in i avfallsströmmen för att optimera återvinningsprocesser för olika batterikemister, i syfte att förlänga livslängden och värdet av kritiska mineraler inom den amerikanska leveranskedjan.
Källa: National Renewable Energy Laboratory
