ارزیابی چرخه حیات باتری های لیتیوم یونی (مطالعه موردی: آندهای گرافیت و اکسید کبالت)

این روزها به باتری های لیتیوم یونی به دلیل شدت انرژی بالاتر و آثار زیست محیطی کمتر نسبت به باتری های استفاده شده دیگر، بسیار توجه شده است. مواد استفاده شده در آند، یکی از بخش های مهم تاثیرگذار بر شدت انرژی و آثار زیست محیطی باتری ها هستند. هدف از این مطالعه بررسی چگونگی اثرپذیری میزان انتشار آثار زیست محیطی ناشی از مواد مختلف استفاده شده در آند باتری های لیتیوم یونی با افزایش میزان انرژی تولیدی در واحد جرم ماده فعال و نیز چگونگی اثر بازیافت مواد بر میزان آثار زیست محیطی بالقوه ناشی از این باتری هاست. در این مطالعه میزان وزنی اولیه اجزای مورد نیاز برای سناریوهای مختلف بر اساس تجربیات آزمایشگاهی، منابع و گزارش های مستند شده تعیین شد. سپس بر اساس واحد عملکردی تعیین شده که در این مطالعه 1000 میلی آمپر ساعت انرژی تولیدی توسط ماده فعال آند باتری در نظر گرفته شده است، داده های وزنی اولیه نرمال شدند و پس از آن همه آثار زیست محیطی و مصرف انرژی مربوط به تمام اجزای تشکیل دهنده و استفاده شده در باتری شامل ماده فعال (همان ماده آند سنتزی)، مواد الکترولیت شامل LiPF6 در حلال NMP، اتیلن کربنات، دی متیل کربنات و بایندر توسط داده های به دست آمده از مدل GREET2 سیاهه نویسی شدند. پس از طبقه بندی، ویژگی سازی بر اساس فاکتورهای ویژگی سازی روش CML و در نهایت وزن دهی آثار زیست محیطی مختلف بر اساس روش مدل سازی MET صورت گرفت. بررسی نتایج ارزیابی آثار زیست محیطی باتری های با آند گرافیت و اکسید کبالت نشان می دهد که باتری های با آند اکسید کبالت آثار گازهای گلخانه ای، گازهای اسیدی، مه دود فتوشیمیایی و مصرف انرژی بیشتری نسبت به باتری های با آند گرافیت دارند. در مقابل، آثار باتری های با آند اکسید کبالت در صورت بازیافت می تواند به شکل قابل توجهی کاهش یابد و در نتیجه می توان به باتری های کوچک تر با وزن کمتر و شدت انرژی بیشتر با آثار زیست محیطی کمتر دست یافت.