铜跟锂电池铜对锂电回收市场有什么影响？|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

铜对锂电回收市场有什么影响？

近期的锂电回收市场让干了两年多的王师傅有些丈二和尚摸不着头脑，他看着下降的碳酸锂价格，但是废电池的价格却在涨价。这一现象背后的主要原因其实是以铜为首的工业金属正在大幅涨价。

铜在锂电池中的角色

铜是锂电池制造的重要原材料，目前市场上多数锂电池用的都是铜箔、铝箔纯金属的箔材作为集流体，集流体的主要功能是承载活性材料和提供导电能力。当下锂电池里面的铜箔厚度通常为6um，更低可达到4.5um；质量占比方面铜箔约占8%，相较于传统的铜箔、铝箔，复合集流体采用类似于“三明治”的结构，中间层采用包括PET等基体材料，上下层通过不同制备技术，形成铜箔或铝箔导电层。相比传统铜箔铜层6um的厚度，复合集流体铜层厚度仅为2um，铜用量可减少2/3。

复合集流体的优点

在铜价涨价潮的大背景下，新型复合集流体或许是个不错的选择。这种技术不仅提高了电芯密度还提高了电芯的安全性，从生产技术角度来看优点是远大于缺点的，而且随着时间的推移，成本还能进一步下探，目前的成本区间已经低至4.5元/㎡（目前6um铜箔光成本在4.6元/㎡左右）。

采用复合集流体锂电池的回收方法

但是对于回收企业来说这项技术到底是好还是坏呢？我们了解到复合集流体中间的聚合物主要以PET为主，其中有双面和单面的区分，倘若用传统的打粉工艺则会在黑粉中多掺杂进一些有机物，而且PET材料具有耐高温阻燃的特性， 传统的火法工艺并不能挥发。而湿法工艺中的碱性溶液也会和PET发生反应 ，这个反应过程使得PET分子从聚酯变成聚酸，同时产生大量的水分子作为副产物。

这可能会增加回收的工艺难度，甚至从目前的技术角度看可能在打粉后还需要多一道工序。 目前来说PET化学分离法的路径有两种，其一是通过其他的有机溶剂溶解，另一种是用扩链剂形成高分子聚合物。但是目前来说这两种工艺无论是从成本还是从处理难度来说都不现实。物理分离法 主要是采用电选分离，静电分离法是利用电晕放电或摩擦带电使特定对象带电，然后再依次来分选带不同电性和电量的塑料颗粒（塑料带电顺序是:(负)PVE<PET<PP<PE<PS<Bs<Pe(正)）。目前来看物理方式看似乎可行性更高些。综合来看，采用复合集流体的锂电池在回收辅料这一方面无论是从工艺成本上，还是铜铝含量方面都减少了废旧锂电池的回收价值，同时废旧锂电池价格受铜价影响也会变小。

木材与锂电池如何搭上关系？铜与木质素结合可成为现今性能最好的电解质

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为了追求能提供更多能量和更安全运行的电池，研究人员正在努力用固体材料取代今天的锂离子电池中常用的液体。现在，来自布朗大学和马里兰大学的一个研究小组已经开发出一种用于固态电池的新材料，它来自一个不太可能的来源：树木。

在《自然》杂志上发表的研究中，该团队展示了一种固体离子导体，它将铜与来自木材的纤维素纳米纤维--聚合物管相结合。研究人员说，这种薄如纸的材料的离子传导性比其他聚合物离子导体好10到100倍。它既可以作为固体电池的电解质，也可以作为全固态电池阴极的离子传导粘合剂。

马里兰大学材料科学与工程系教授Liangbing Hu说："通过将铜与一维纤维素纳米纤维结合起来，我们证明了通常离子绝缘的纤维素在聚合物链内提供了更快的锂离子传输。事实上，我们发现这种离子导体在所有固体聚合物电解质中达到了创纪录的高离子传导率。"

这项工作是Hu的实验室和布朗大学工程学院教授Yue Qi的实验室之间的合作。

今天的锂离子电池，从手机到汽车都被广泛使用，其电解质由溶解在液体有机溶剂中的锂盐制成。电解液的工作是在电池的阴极和阳极之间传导锂离子。液体电解质工作得很好，但它们有一些缺点。在高电流下，锂金属的微小丝状物，称为树枝状物，可以在电解质中形成，导致短路。此外，液体电解质是用易燃和有毒化学品制成的，可能会起火。

固体电解质有可能防止树枝状物的渗透，并且可以用不易燃的材料制成。迄今为止，所研究的大多数固体电解质都是陶瓷材料，它们在传导离子方面非常出色，但它们也很厚、很硬、很脆。制造过程中的应力以及充电和放电会导致裂缝和断裂。

然而，这项研究中引入的材料是薄而灵活的，几乎像一张纸，而且其离子传导性与陶瓷相当。

Qi和布朗大学的高级研究助理Qisheng Wu对铜-纤维素材料的微观结构进行了计算机模拟，以了解它为什么能够如此好地传导离子。模拟研究显示，铜增加了纤维素聚合物链之间的空间，这些聚合物链通常以紧密的束状存在。扩大的空间创造了相当于离子的超级高速公路，锂离子可以相对不受阻碍地通过。

Qi说："锂离子通过我们通常在无机陶瓷中发现的机制在这种有机固体电解质中移动，从而实现了创纪录的高离子传导率。使用大自然提供的材料将减少电池制造对我们环境的整体影响。"

除了作为固体电解质工作外，这种新材料还可以作为固态电池的阴极粘合剂。为了与阳极的容量相匹配，阴极需要大幅加厚。然而，这种厚度会影响离子的传导，降低效率。为了使更厚的阴极发挥作用，它们需要被包裹在一种离子传导的粘合剂中。使用他们的新材料作为粘合剂，该团队展示了他们认为是有史以来报告的最厚的功能性阴极之一。

研究人员希望这种新材料能够成为将固态电池技术推向大众市场的一个重要步骤。

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