Novinky z oboru

Demontáž a recyklace lithium-železo fosfátových baterií

2021-10-14

Ve vyřazených lithium-železo fosfátových bateriích budou baterie, které nemají hodnotu stupňovitého využití, a baterie po stupňovém využití nakonec rozebrány a recyklovány. Rozdíl mezi lithium-železofosfátovou baterií a baterií z ternárního materiálu je v tom, že neobsahuje těžké kovy a regenerace je hlavně Li, P a Fe. Přidaná hodnota regeneračního produktu je nízká, takže je třeba vyvinout nízkonákladový způsob využití. Existují dva hlavní způsoby obnovy: požární metoda a mokrá metoda.

Proces obnovy požáru

Tradiční metodou obnovy ohně je spálení elektrod při vysoké teplotě, spálení uhlíku a organické hmoty ve fragmentech elektrody. Zbývající popel, který nelze spálit, se nakonec třídí, aby se vyrobily jemné práškové materiály obsahující kovy a oxidy kovů. Proces je jednoduchý, ale proces úpravy je dlouhý a komplexní obnova cenných kovů je nízká. Vylepšená technologie obnovy ohněm spočívá v odstranění organického pojiva kalcinací, oddělení prášku fosforečnanu lithného z hliníkové fólie, aby se získal materiál fosforečnanu lithného a železa, a poté přidání vhodných surovin pro získání požadovaného molárního poměru lithia, železa a fosforu a syntetizovat nový fosforečnan lithný a železnatý vysokoteplotní metodou v pevné fázi. Podle kalkulace nákladů lze odpadní lithium-železitou fosfátovou baterii recyklovat vylepšeným ohněm a suchou metodou, ale nový lithno-železnatý fosfát připravený tímto procesem regenerace má mnoho nečistot a nestabilní výkon.

Mokrý proces obnovy

Mokrá regenerace probíhá hlavně pomocí kyselého a alkalického roztoku k rozpuštění kovových iontů v lithium-železo fosfátové baterii, dále se používá srážení, adsorpce a další způsoby k extrakci rozpuštěných kovových iontů ve formě oxidů, solí a dalších forem, většina reakčního procesu využívá H2SO4, NaOH, H2O2 a další činidla. Mokrý proces obnovy je jednoduchý, požadavky na zařízení nejsou vysoké, vhodný pro průmyslovou velkovýrobu, je nejvíce studován vědci, je také hlavní cestou zpracování odpadu lithium-iontových baterií v Číně.

Obnova lithium-železo fosfátové baterie je hlavně kladná elektroda. Při získávání kladné elektrody z fosforečnanu lithného železem mokrým procesem by se měl nejprve oddělit sběrač hliníkové fólie od aktivní látky kladné elektrody. Jednou z metod je použití roztoku louhu k rozpuštění sběru tekutiny a účinná látka nereaguje s louhem, lze ji přefiltrovat, aby se získala účinná látka. Druhým způsobem je použití organického rozpouštědla k rozpuštění pojiva PVDF, takže materiál anody fosforečnanu lithného a hliníkové fólie se oddělí, hliníková fólie znovu použije, účinné látky mohou být následně ošetřeny, organické rozpouštědlo může být ošetřeno destilací, aby se dosáhlo jeho recyklace. Ve srovnání s oběma metodami je druhá metoda šetrnější k životnímu prostředí. Obnova fosforečnanu lithného a železnatého v kladné elektrodě je tvorba uhličitanu lithného. Tato metoda obnovy je levná a používá ji většina podniků na recyklaci fosforečnanu lithného a železnatého, ale hlavní složka fosforečnanu lithného a fosforečnanu železitého (95 %) nebyla recyklována, což má za následek plýtvání zdroji.

Ideální metodou mokrého získávání je přeměna odpadního katodového materiálu fosforečnanu lithného na sůl lithia a fosforečnan železitý, aby se realizovala regenerace Li, Fe a P.  Pokud se fosforečnan lithný a železnatý chce stát lithnou solí a fosforečnanem železnatým, je nutné oxidovat železnatý na trojmocné železo a k vyluhování lithia použít kyselé loužení nebo zásadité loužení. Někteří vědci oddělovali hliníkové plechy a fosforečnan lithný a železnatý oxidační kalcinací a poté získali surový fosforečnan železitý vyluhováním a separací kyselinou sírovou. Uhličitan sodný byl použit k vysrážení uhličitanu lithného při odstraňování roztoku. Krystalizace filtrátu odpařováním za účelem získání produktů bezvodého síranu sodného prodávaných jako vedlejší produkty; Surový fosforečnan železitý se dále rafinuje, aby se získal fosforečnan železitý pro baterie, který lze použít při přípravě materiálů fosforečnanu lithného a železnatého. Tato technologie je po letech výzkumu poměrně vyspělá.

X
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
Reject Accept