Graphit hat sich aufgrund seiner Vorteile wie hoher elektronischer Leitfähigkeit, großem Lithiumionendiffusionskoeffizienten, geringer Volumenänderung vor und nach der Schichtstruktur, hoher Lithiumeinfügungskapazität und niedrigem Lithiumeinfügungspotential zum gängigsten negativen Elektrodenmaterial für Lithiumbatterien auf dem Markt entwickelt.
Da die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien weiter steigt, fallen auch viele Lithium-Ionen-Altbatterien an. Das Recycling von Lithium-Ionen-Altbatterien trägt nicht nur dazu bei, die Recyclingquote von Ressourcen zu verbessern, die Ressourcenknappheit zu lindern, sondern auch Umweltverschmutzung wirksam zu vermeiden.
Alt-Lithium-Ionen-Batterien müssen vor dem Recycling mit physikalischen oder chemischen Methoden vorbehandelt werden, um den Zweck der Vorabtrennung zu erreichen. Um einen Kurzschluss oder eine Selbstentzündung verbrauchter Lithium-Ionen-Batterien bei der Demontage zu vermeiden, werden diese üblicherweise durch Eintauchen in gesättigte Salzlösung vollständig entladen. Die vollständig entladene Altbatterie kann durch manuelle Demontage, mechanische Zerkleinerung und Siebung aufbereitet und anschließend Graphitschwarzpulver gewonnen werden.
Bei der Verarbeitung von Lithium-Ionen-Altbatterien werden zwangsläufig einige Metallverunreinigungen (Li, Al, Co, Ni usw.), organische Elektrolyte und Bindemittel in Graphit eingeschlossen, was sich auf die Effizienz der anschließenden Materialrückgewinnung auswirkt. Daher ist es notwendig, das Anodenmaterial zu reinigen.
Auch die Ressourcennutzung von Graphitanoden verbrauchter Lithium-Ionen-Batterien ist ein aktueller Forschungsschwerpunkt. Der recycelte hochreine Graphit kann mit ausgezeichneter Kapazitätserhaltung und Coulomb-Effizienz wieder als negative Graphitelektrode verwendet werden.
Zusätzlich zur direkten Verwendung von Abfallgraphit als Reduktionsmittel kann der zurückgewonnene recycelte Graphit zu einem Adsorptionsmittel verarbeitet werden.
Da der regenerierte Graphit außerdem das ursprüngliche Graphitgitter beibehält, kann er als Graphen-Rohstoff verwendet werden. Einige Forscher verwendeten die verbesserte Hummers-Methode, um regenerierten Graphit zu Graphitoxid zu verarbeiten, und stellten schließlich Graphen mit Vitamin C als Reduktionsmittel her.
Graphit ist eine wichtige strategische Ressource. Das Recycling und die Wiederverwendung von Graphitanoden von Lithium-Ionen-Batterien werden nicht nur dazu beitragen, den Widerspruch zwischen Angebot und Nachfrage auf dem Markt für Graphitressourcen auszugleichen, sondern auch die Umweltrisiken von Batterieprodukten verringern. Derzeit bedarf es noch eingehenderer Forschung zum Recycling und zur Wiederverwendung von Graphitanoden von Lithium-Ionen-Batterien, zur Stärkung der Forschung und Entwicklung effizienter und sauberer Nutzung und harmloser Entsorgungstechnologien für gebrauchte Anodenmaterialien von Lithium-Ionen-Batterien und darüber hinaus Ausweitung der Nutzung von recyceltem Graphit und seinen Produkten.
