一次性电子烟含有的电池即使被丢弃也可以使用数百次

根据12月12日发表在《焦耳》杂志上的一项研究，尽管一次性电子烟中的锂离子电池在使用一次后就会被丢弃，但它们可以在数百次循环中继续保持高容量。这项分析是由伦敦大学学院(UCL)和牛津大学的科学家们进行的，并得到了法拉第研究所的支持。该分析强调了这些越来越受欢迎的电子烟笔对环境的威胁越来越大，这些电子烟笔的设计是不可充电的。

牛津大学和伦敦大学学院工程科学系可持续能源工程教授保罗·希林说:“令我们惊讶的是，研究结果表明，这些电池可以循环多长时间。”

“如果你使用低充放电率，你可以看到，在超过700次的循环中，你仍然有超过90%的容量保留。这是一块很好的电池。这些都被丢弃了。他们被扔在路边。”

自2021年以来，一次性电子烟在英国的受欢迎程度飙升，一项调查发现，从2021年1月到2022年4月，一次性电子烟的销量增长了18倍。在15个月内，他们在18岁人群中的受欢迎程度从0.4%上升到54.8%。一次性电子烟的迅速崛起导致了新的紧迫的浪费问题，全国每周大约有130万支电子烟被扔掉。因此，每年大约有1万公斤(超过2.2万磅)的电子烟电池中的锂被送到英国的垃圾填埋场，有毒的镍、钴和有机溶剂威胁着附近的水道。

“早期，我们认为这些电子烟的电池很可能是可充电电池，”希林说，并指出，据他的团队所知，之前的研究并没有评估这些产品中的锂离子电池能够持续多长时间。

为了验证他们的预感，shear和同事们在受控条件下从一次性电子烟中收集电池，并使用他们用于研究电动汽车和其他设备电池的相同工具和技术对其进行评估。他们在显微镜下检查了电池，并使用x射线断层扫描来绘制其内部结构并了解其组成材料。通过反复充电和放电，他们确定了电池在一段时间内保持其电化学性能的程度，发现它们可以“有时充电数百次”，Shearing说。

他说:“至少，公众需要了解这些设备使用的电池类型，以及妥善处理它们的必要性。”“制造商应该为电子烟电池的再利用和回收提供生态系统，也应该把可充电设备作为默认设备。”

Shearing和他的团队也在研究新的、更有选择性的回收电池的方法，这些方法允许单个组件在没有交叉污染的情况下被回收，以及更可持续的电池化学物质，包括后锂离子、锂硫和钠离子电池。

他说，为了应对整个电池供应链的挑战，科学家在考虑电池的任何应用时都应该考虑电池的生命周期。

“这渗透到我们所做的所有工作中，真的，无论是电子烟电池还是电动直升机的电池，”希林说。“这与我们需要完全理解电池设备的生命周期的思维过程是一样的。”

这项工作得到了EPSRC案例奖的支持;法拉第研究所;科学、创新及科技部;英国皇家工程院新兴技术主席;国家物理实验室(NPL)。

来源:

Materials provided by Cell Press. Note: Content may be edited for style and length.

引用:

Hamish T. Reid, Arthur Fordham, Lara Rasha, Mark Buckwell, Daniel J.L. Brett, Rhodri Jervis, Paul R. Shearing. Up in smoke: Considerations for lithium-ion batteries in disposable e-cigarettes. Joule, 2023; DOI: 10.1016/j.joule.2023.11.008