Správy z priemyslu

Demontáž a recyklácia lítium-železofosfátových batérií

2021-10-14

Vo vyradených lítium-železofosfátových batériách budú batérie, ktoré nemajú hodnotu stupňovitého využitia a batérie po stupňovom využití, nakoniec demontované a recyklované. Rozdiel medzi lítium-železofosfátovou batériou a batériou s trojitým materiálom je v tom, že neobsahuje ťažké kovy a regenerácia je hlavne Li, P a Fe. Pridaná hodnota produktu zhodnocovania je nízka, preto je potrebné vyvinúť cestu zhodnocovania s nízkymi nákladmi. Existujú dva hlavné spôsoby obnovy: požiarna metóda a mokrá metóda.

Proces obnovy požiaru

Tradičnou metódou obnovy ohňa je spálenie elektród pri vysokej teplote, spálenie uhlíka a organickej hmoty vo fragmentoch elektród. Zvyšný popol, ktorý sa nedá spáliť, sa nakoniec preosieva, aby sa vyrobili jemné práškové materiály obsahujúce kovy a oxidy kovov. Proces je jednoduchý, ale proces úpravy je dlhý a komplexná regenerácia cenných kovov je nízka. Vylepšená technológia obnovy ohňa spočíva v odstránení organického spojiva kalcináciou, oddelení prášku fosforečnanu lítneho z hliníkovej fólie, aby sa získal materiál fosforečnanu lítno-železitého, a potom pridaní vhodných surovín na získanie požadovaného molárneho pomeru lítia, železa a fosforu a syntetizovať nový fosforečnan lítno-železitý vysokoteplotnou metódou v tuhej fáze. Podľa výpočtu nákladov môže byť odpadová lítium-železitá fosfátová batéria recyklovaná vylepšeným ohňom a suchou metódou, ale nový lítium-železnatý fosfát pripravený týmto procesom regenerácie má veľa nečistôt a nestabilný výkon.

Mokrý proces obnovy

Mokrá regenerácia sa uskutočňuje hlavne pomocou roztoku kyseliny a zásady na rozpustenie kovových iónov v lítium-železofosfátovej batérii, ďalej sa využíva zrážanie, adsorpcia a iné spôsoby extrakcie rozpustených kovových iónov vo forme oxidov, solí a iných foriem, väčšina reakčného procesu využíva H2SO4, NaOH, H2O2 a ďalšie činidlá. Mokrý proces obnovy je jednoduchý, požiadavky na vybavenie nie sú vysoké, vhodné pre priemyselnú výrobu vo veľkom meradle, je najviac študované vedcami, je tiež hlavnou cestou spracovania odpadových lítium-iónových batérií v Číne.

Obnova lítium-železofosfátovej batérie je hlavne pozitívna elektróda. Pri získavaní kladnej elektródy fosforečnanu lítno-železitého mokrým procesom by sa mal najskôr oddeliť zberač hliníkovej fólie od aktívnej látky kladnej elektródy. Jednou z metód je použitie roztoku lúhu na rozpustenie zhromaždenej tekutiny, pričom účinná látka nereaguje s lúhom, možno ju prefiltrovať, čím sa získa účinná látka. Druhým spôsobom je použitie organického rozpúšťadla na rozpustenie spojiva PVDF, aby sa oddelil anódový materiál s fosforečnanom lítnym a hliníková fólia, opätovné použitie hliníkovej fólie, účinné látky sa môžu následne spracovať, organické rozpúšťadlo sa môže spracovať destiláciou, aby sa dosiahla jeho recyklácia. V porovnaní s týmito dvoma metódami je druhá metóda ekologickejšia. Obnova fosforečnanu lítno-železitého v kladnej elektróde je tvorba uhličitanu lítneho. Táto metóda obnovy má nízke náklady a používa ju väčšina podnikov na recykláciu fosforečnanu lítno-železitého, ale hlavná zložka fosforečnanu lítneho a fosforečnanu železa (95 %) nebola recyklovaná, čo vedie k plytvaniu zdrojmi.

Ideálnou metódou mokrého zhodnocovania je premena odpadového materiálu katódy fosforečnanu železnatého na lítnu soľ a fosforečnan železnatý, aby sa realizovala regenerácia Li, Fe a P.  Ak sa fosforečnan lítny a železnatý chce stať lítnou soľou a fosforečnanom železnatým, je potrebné oxidovať železnatý na trojmocné železo a na vylúhovanie lítia použiť kyslé lúhovanie alebo zásadité lúhovanie. Niektorí vedci oddelili hliníkové plechy a fosforečnan lítno-železitý oxidačnou kalcináciou a potom získali surový fosforečnan železitý lúhovaním a separáciou kyselinou sírovou. Uhličitan sodný sa použil na vyzrážanie uhličitanu lítneho pri odstraňovaní roztoku. Kryštalizácia filtrátu odparovaním, čím sa získajú bezvodé produkty síranu sodného predávané ako vedľajšie produkty; Surový fosforečnan železitý sa ďalej rafinuje, aby sa získal fosforečnan železitý pre batérie, ktorý sa môže použiť pri príprave materiálov fosforečnanu lítno-železitého. Táto technológia je po rokoch výskumu relatívne vyspelá.

We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy