Litiumjonbatterier är en avgörande komponent i vår tekniska nutid och framtid. De används i allt från bärbara datorer och smartphones till verktyg och elbilar.

I takt med att allt fler batterier blir uttjänta behöver vi ta tillvara på materialen och återvinna dem. Det här har än så länge varit en relativt dyr process.

De återvinningsprocesser som används idag möjliggör återvinning av metaller i former som är av lågt värde för batteritillverkare. Det här är ett problem eftersom forskare prognostiserar att två miljoner ton uttjänta litiumjonbatterier från elbilar kommer att gå i pension varje år de kommande 10 åren.

Nu har forskare vid ReCell Center, USA:s första avancerade forsknings- och utvecklingscenter för batteriåtervinning, med huvudkontor vid Department of Energy Argonne National Laboratory, gjort en avgörande upptäckt som tar bort ett av de största hindren för att göra återvinning av litiumjonbatterier ekonomiskt hållbart.

Forskare vid Michigan Technological University, en del av ReCell-teamet, har utvecklat en innovativ process för att separera de värdefulla materialen som utgör katoden, ett batteris positivt laddade elektrod.

Forskare inom materialteknik vid forskningsanläggningen i Argonne har nu som mål att skala upp MTU:s separationsprocess och bana väg för storskalig återvinning av batterier.

Eftersom elbils-batteriernas katodmaterial varierar beroende på biltillverkare och produktionsår måste en återvinningsanläggning ha kapacitet att ta en blandning av litiummetalloxider: litiumkoboltoxid, litiumnickelmangankobaltoxid, litiumnickelkobolt aluminiumoxid, litiumjärnfosfat och så vidare. Processen måste ha kapacitet att separera var och en av dessa för att materialen ska kunna återanvändas. Den en gång till synes omöjliga uppgiften verkar nu genomförbar.

I en ny studie publicerad i den vetenskapliga tidskriften Energy Technology redogör forskarna vid MTU och ReCell sin upptäckt i detalj – en metod för att separera individuella katodmaterial med hjälp av en ny twist på en gammal process som kallas "froth flotation".