钠离子电池（SIB）是与锂离子电池（LIB）互补的有前途的电力来源，在未来的电动汽车和储能系统中至关重要。废旧锂离子电池和废旧钠离子电池在回收利用方面都面临着许多相同的环境和经济挑战，但废旧钠离子电池回收利用的经济障碍要高得多。虽然锂电池组的回收可以通过回收高价值的锂和钴金属而获利，但废旧SIB的材料价值较低，这降低了其获利能力，并可能阻碍工业回收。

近日，清华大学深圳国际研究生院李宝华教授概述了SIB与LIB在材料和成分上的差异，以及它们对回收利用的影响。LIB回收利用的经验可借鉴到SIB上，从而设计出适合其独特性质的高效回收利用策略。此外，该文章还讨论了SIB回收利用中的问题和挑战，以及未来SIB回收利用的框架。这项工作提出的见解将有助于科学家和工程师为SIB行业创造循环经济。


文章要点：

1. 尽管SIB回收所面临的大多数挑战与目前LIB回收所面临的挑战相同，但SIB中独特的化学成分和材料为SIB回收带来了特殊的挑战。SIB回收的成功在很大程度上取决于能否减少提取含氟化合物、粘结剂和电解质问题的方法，或性能相当且易于提取的这些材料的替代品。

2. 当务之急是制定战略，克服与废旧SIB电池固定估值低有关的经济障碍。要解决这一问题，可以通过主流化设计和简化回收流程来提高这些材料的最终再生和再利用效率。为此，在SIB商业化的早期阶段，回收的便利性至关重要。

3. 如前所述，公司和学术界应从探索性研究入手，研究更环保的替代品，以取代目前阻碍回收的材料。应逐步优化SIB的设计、结构和关键材料，以促进回收利用，并在LIB回收利用技术的基础上创建循环型SIB产业。

4. 为最大限度地提高其经济可行性，SIB回收应促进级联利用和材料再生。最后，制定促进SIB产业健康发展的回收标准至关重要，重点是废旧SIB的处理和本质上易于回收的SIB的设计。最终目标是制备出既能高效回收利用，又能盈利的电池，既能提高材料利用效率，又能降低生命周期能耗和排放。


图1电池的发展趋势


图2组件和材料在SIB中的百分比


图3最先进的电池的回收问题


图4未来的SIB循环技术和理想结果

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41578-023-00574-w

来源：高分子科学前沿

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