Các nhà nghiên cứu phát hiện lỗi nguyên tử ngăn cản việc tái chế pin lithium

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Hồng Kông (HKUST) đã xác định một lỗi quan trọng ở cấp độ nguyên tử cản trở việc tái chế pin lithium: lượng nhỏ tạp chất nhôm trong vật liệu cực dương. Nghiên cứu của họ cho thấy các nguyên tử nhôm xâm nhập vào cực dương niken–coban–mangan (NCM) bằng cách thay thế các nguyên tử coban, tạo thành các liên kết nhôm–oxy cực kỳ ổn định. Sự thay thế nguyên tử này hiệu quả khóa chặt các kim loại chính như niken, coban và mangan tại chỗ, khiến chúng khó được chiết xuất bằng các dung môi axit thường được sử dụng trong quy trình tái chế. Các kỹ thuật hình ảnh tiên tiến và mô hình hóa lượng tử đã xác nhận rằng ngay cả sự hiện diện tối thiểu của nhôm cũng làm thay đổi căn bản hành vi hóa học của vật liệu cực dương, gây ra trở ngại đáng kể cho việc thu hồi kim loại hiệu quả. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng tác động của nhôm thay đổi tùy theo các dung môi khác nhau—làm chậm quá trình giải phóng kim loại trong axit formic, tăng tốc trong amoniac, và tạo ra kết quả không thể đoán trước trong các dung môi eutectic sâu—điều này làm nổi bật sự phức tạp của hóa học tái chế. Hơn nữa, các phương pháp nghiền cơ học phổ biến có thể làm tăng mức độ tạp nhiễm nhôm thông qua ma sát.