La grafite è diventata il materiale per elettrodi negativi delle batterie al litio più diffuso sul mercato grazie ai suoi vantaggi quali elevata conduttività elettronica, ampio coefficiente di diffusione degli ioni di litio, piccola variazione di volume prima e dopo la struttura a strati, elevata capacità di inserimento del litio e basso potenziale di inserimento del litio.
Poiché la domanda di batterie agli ioni di litio continua a crescere, segue anche un gran numero di batterie agli ioni di litio usate. Il riciclaggio delle batterie agli ioni di litio usate non solo contribuisce a migliorare il tasso di riciclaggio delle risorse, alleviando la carenza di risorse, ma anche a evitare efficacemente l'inquinamento ambientale.
Le batterie usate agli ioni di litio devono essere pretrattate prima di essere riciclate con metodi fisici o chimici per raggiungere lo scopo della separazione preliminare. Per evitare cortocircuiti o combustione spontanea delle batterie agli ioni di litio esaurite durante lo smontaggio, queste vengono solitamente completamente scaricate mediante immersione in una soluzione salina satura. La batteria di scarto completamente scarica può essere lavorata mediante smantellamento manuale, frantumazione e vagliatura meccanica, quindi è possibile ottenere polvere nera di grafite di scarto.
Durante il trattamento delle batterie usate agli ioni di litio, alcune impurità metalliche (Li, Al, Co, Ni, ecc.), elettroliti organici e leganti verranno inevitabilmente inclusi nella grafite, il che influenzerà la successiva efficienza di recupero del materiale. Pertanto, è necessario purificare il materiale dell'anodo.
Anche l’utilizzo delle risorse degli anodi di grafite delle batterie agli ioni di litio esaurite è un attuale punto caldo della ricerca. La grafite riciclata ad elevata purezza può essere riutilizzata come elettrodo negativo di grafite, con eccellente ritenzione di capacità ed efficienza coulombiana.
Oltre a utilizzare direttamente la grafite di scarto come agente riducente, la grafite riciclata recuperata può essere preparata in un adsorbente.
Inoltre, poiché la grafite rigenerata mantiene il reticolo originale della grafite, può essere utilizzata come materia prima del grafene. Alcuni ricercatori hanno utilizzato il metodo Hummers migliorato per preparare la grafite rigenerata in ossido di grafite e infine hanno preparato il grafene con la vitamina C come agente riducente.
La grafite è un’importante risorsa strategica. Il riciclaggio e il riutilizzo degli anodi di grafite delle batterie agli ioni di litio non solo aiuteranno a bilanciare la contraddizione tra domanda e offerta nel mercato delle risorse di grafite, ma ridurranno anche i rischi ambientali dei prodotti a batteria. Al momento, è ancora necessaria una ricerca più approfondita sul riciclaggio e il riutilizzo degli anodi di grafite delle batterie agli ioni di litio, rafforzando la ricerca e lo sviluppo di tecnologie di utilizzo efficiente e pulito e di smaltimento innocuo dei materiali degli anodi delle batterie agli ioni di litio, e ulteriori espandere l'utilizzo della grafite riciclata e dei suoi prodotti.
