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(yáng)極和陰極以及其他材料的低價(jià)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(jì)復(fù)雜，回收鋰離子電池目前利潤(rùn)不高，效率也不高。拆卸電池組需要大量勞動(dòng)力，而且很危險(xiǎn)。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(yùn)營(yíng)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(dòng)力成本，并且假設(shè)免收入場(chǎng)費(fèi)。

通常，鋰離子電池的回收始于將電池粉碎，以便通過(guò)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(guò)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(jià)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(biāo)是通過(guò)凈化黑色物質(zhì)來(lái)生產(chǎn)單個(gè)活性電池組件，從而促進(jìn)直接、短循環(huán)的回收過(guò)程，在該過(guò)程中，這些組件可以在電池制造過(guò)程中無(wú)需進(jìn)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(jià)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(huì)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?yàn)樗鼈冋掣皆谔急砻?，并充?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(tuán)塊，而不會(huì)影響有價(jià)值的疏水鋰金屬氧化物。刮掉油-石墨混合物，留下有價(jià)值的純金屬氧化物。

“這種快速、簡(jiǎn)單且廉價(jià)的方法可能會(huì)徹底改變電池的大規(guī)模回收方式，”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(kuò)大這項(xiàng)技術(shù)的規(guī)模，并為鋰離子電池創(chuàng)造循環(huán)經(jīng)濟(jì)。”科學(xué)家們已經(jīng)根據(jù)這項(xiàng)研究向萊斯特創(chuàng)新中心提交了專(zhuān)利。