
在(zài)現代生活中,鋰離子電池扮演著不可或缺的角色(sè)。這些(xiē)電池不僅含有鋰,還包含鎳、錳、鈷等關鍵元素,它們以不同的比例結合,構成了電池的正極材料。這些元素的比例,決定了電池的性能、能量密度和安全性。然而,隨著電池壽命的終結,如何(hé)有效地回收和再利用這些珍貴的材料,成為了一個重(chóng)要的科(kē)學課題(tí)。

鋰電池的回收過程(chéng)開始於電極的粉碎。這一步驟(zhòu)將電池的正極和負極材料混合,形成一種(zhǒng)類似於“黑粉”的(de)混合物。這種混合物包含(hán)了電池中的所有活性成分,如鎳、錳、鈷(NMCs)和石墨等(děng)。盡管這些黑色(sè)粉末外觀(guān)上看起來沒有什麽特別,可實際上是複(fù)雜的元素集合體,其(qí)內部的元素分布蘊含著電池的原(yuán)始信息。

為了解析“黑粉”的秘(mì)密,科學家(jiā)們采(cǎi)用了微區XRF技術。微區XRF技術又(yòu)稱μ-XRF,可以分析樣(yàng)品中各元素的分布特征及含量信息,通過疊(dié)加關鍵元素的結果,可以揭示“黑粉”中不同元素的分布和比例。例如(rú),鎳、錳、鈷等元素在圖譜中以不同的顏色表示,從而可以(yǐ)直觀地看出它們在“黑(hēi)粉”中的相對含量。這些信息對於理解電池的(de)化學組成和性能至關重要(yào)。

使用Bruker M4 μ-XRF 分(fèn)析不同來源的鋰電池回收“黑粉(fěn)”,可(kě)以清晰分辨(biàn)Ni、Mn、Co、Fe、Ti等關鍵元素的分(fèn)布(bù)特(tè)征及含量信息。圖(tú)中(zhōng) Ni, Mn, Co, Fe, Ti元素分別以綠,藍,紅,黃,白表示
另外,科學家們還能利用這些數據,在鎳-錳-鈷(Ni-Mn-Co)三元圖中追(zhuī)溯“黑粉”來源。Ni-Mn-Co三元圖可以幫助統計混合物中Ni、Mn、Co的比例,通過將“黑粉”的數據點映射到這個三元圖(tú)中,我們不僅能夠追溯到“黑(hēi)粉”的來源,還能夠(gòu)分析出不同電池技術的元素使用效率和回收潛力。
隨(suí)著電動汽車和(hé)可再生能源技術的快(kuài)速發(fā)展,鋰電池(chí)的需求預(yù)計將持續增長。因(yīn)此(cǐ),提高電池回收的效率和科學性,對於(yú)實現能源的可持續管理和減少環境影響具有重要意義。通過對“黑粉”等回(huí)收(shōu)材(cái)料的深入研究,我們不僅能夠更好地理解電池的(de)生命周期,還能夠推動循環經濟的發展(zhǎn),為建設一個更加綠色的未來做出貢獻。
微區X射(shè)線熒光光譜儀
微區X射線(xiàn)熒光元素分布成像(xiàng)技術是對不均勻、不規則、大樣品甚至小件(jiàn)樣(yàng)品和包裹物進(jìn)行高靈敏度、非破壞性元素成像分(fèn)析的方法,涉及領域包含生物金屬材料、非金屬材料、生物組織切片、醫療器械等。

Bruker 微區X射線(xiàn)熒(yíng)光光譜儀 M4 TORNADO






