成果简介
随着各国以减少运输的温室气体排放为目标，全球正在向电动汽车（EV）进行重大转型。随着这种快速增长的继续，如何可持续地管理伴随着大量来自含有宝贵的稀土和关键材料的报废锂离子电池的废物，仍然是重大的挑战。本文，伯明翰大学Jason Stafford等研究人员在《 Ind. Eng. Chem. Res.》期刊发表名为“Sustainable Upcycling of Spent Electric Vehicle Anodes into Solution-Processable Graphene Nanomaterials”的论文，研究表明，在水性表面活性剂中的高剪切剥离可以将从电动车中回收的废石墨阳极升级为几层石墨烯分散体。在相同的流体力学条件下，我们报告了使用废石墨阳极作为前体材料时，比高纯度石墨片的工艺产量高37.5%。当表面活性剂浓度增加时，平均原子层数以类似于高纯度前体的方式减少。我们发现，使用石墨片前驱体生产的几层石墨烯的导电性能更优，并确定了使用表面活性剂水溶液作为废旧石墨阳极材料的剥离介质时的局限。使用这些无毒的溶液加工的纳米材料分散体，制作了功能性的纸质电子线路板，说明了将废旧电动车阳极材料进行端到端、环境可持续的循环利用到新技术的潜力。
图文导读
图1.2010年至2030年电池电动汽车（BEV）和插电式混合动力汽车（PHEV）的历史和预测增长
图2.石墨阳极恢复和转换过程图示
图3.使用（A）废EV石墨阳极和（B）鳞片石墨前体生产的少层石墨烯分散体的紫外可见光消光光谱
图4.升级再造EV负极材料的性能。
图5.使用从报废电动汽车电池中回收的剪切剥离阳极材料制成的基础纸电路板。
小结
这项工作表明，水性表面活性剂中的高剪切去角质是将电动汽车中的废石墨阳极升级为可溶液加工石墨烯的可行方法。发现纳米材料的产率与使用高纯度石墨片作为前体获得的产量相当，并且在大多数情况下更高。使用这种升级再造方法回收的最大浓度比从石墨片中获得的少层石墨烯的峰值浓度高37.5%。锂离子电池还利用可溶于水（例如羧甲基纤维素）和石墨源（例如天然，合成）的不同粘合剂，这些粘合剂在不牺牲高剪切升级回收过程的可持续性的情况下提供了改进的机会。
文献：https://doi.org/10.1021/acs.iecr.2c02634
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