Recyklací lithiových baterií se rozumí proces zpracování lithiových baterií, které dosáhly konce své životnosti po dlouhodobém používání, kdy se jejich vlastní výkon zhoršil do té míry, že jsou nepoužitelné pro svůj původní účel. To zahrnuje řadu fyzikálních, chemických, biologických a kaskádových procesů využití k systematické a účinné extrakci a diferenciaci cenných materiálů v nich, čímž se obnoví jejich užitná hodnota.
Typy technologií recyklace lithiových baterií
Z širokého pohledu je technologie recyklace lithiových baterií primárně rozdělena do dvou typů:přepracováníasekundárnívyužití.
Regenerační recyklacetechnologie zahrnuje předběžné{0}}zpracování použitých lithiových baterií tak, aby byly zcela vybity, a následně fyzikální (suché), chemické nebo biologické metody k oddělení cenných kovů, jako je nikl, kobalt, lithium a mangan,-spolu s dalšími obnovitelnými materiály ze struktury baterie-na sloučeniny kovů nebo suroviny pro nové lithiové baterie.
Hierarchické využití recyklaceTechnologie zahrnuje rozebírání, kontrolu, třídění a rekonfiguraci článků nebo bateriových sad z odpadních lithiových baterií na nové, zdravé bateriové balíčky. Ty jsou pak strukturálně znovu použity v různých aplikačních oblastech. Tento přístup v podstatě umožňuje strukturované, vrstvené a efektivní využití lithiových baterií.
Průběh procesu recyklace lithiových baterií
Technologie fyzické recyklace: Proces, který extrahuje cenné materiály z vnitřních součástí{0}}baterií na konci{1}}životnosti-, jako jsou aktivní materiály elektrod, sběrače proudu a pouzdra baterií-, a to řadou kroků včetně drcení, třídění, magnetické separace, jemného mletí a třídění. Tyto regenerované materiály jsou následně zpracovávány k další recyklaci. Základní technika zahrnuje obnovu materiálu po drcení a třídění, což představuje relativně čistý fyzikální proces.
Technologie mokré recyklace: Po rozebrání a před{0}}zpracování odpadních baterií jsou baterie rozpuštěny v kyselých nebo alkalických roztocích, aby se extrahovaly cenné kovové prvky. Zbývající cenné kovy se pak získají pomocí iontové výměny a metod elektrolytického nanášení. Základní proces zahrnuje vyluhování a extrakci elektrodových prášků pomocí chemických činidel.
Technologie pyrometalurgické recyklace: Plášť baterie je odizolován a jádro baterie je smícháno s koksem a vápencem. Po redukčním pražení se získá uhlíková slitina obsahující kovové lithium, kobalt, nikl, hliník a další prvky. Ve strusce ztuhne fluor a fosfor z elektrolytu, které lze použít jako přísady do stavebních materiálů nebo betonu. Následuje další zpracování, přičemž celý proces probíhá za vysokých teplot. Jádro pyrometalurgického procesu zahrnuje vysokoteplotní -pyrolýzu za účelem získání oxidů kovů.
Srovnání tří způsobů recyklace:
Metody mokré recyklace nabízejí nejvyšší účinnost a vyzrálou technologii.
① Fyzická recyklace se vyznačuje jednoduchým procesem, který nevyžaduje žádné další chemikálie, což z ní činí nejekologičtější možnost, ale s nízkou účinností obnovy.
② Mokrá recyklace dosahuje vyšší míry využití cenných kovů, má nízké požadavky na vybavení a využívá vyspělou technologii; tento proces je však složitý, vyžaduje specializované mokré metody pro různé typy baterií, přináší vyšší náklady a při nesprávné manipulaci může způsobit znečištění životního prostředí.
③ Pyrometalurgické využití je relativně jednoduché s vysokou kompatibilitou a je vhodné pro velko{0}}zpracování různých odpadních lithiových baterií. Vyžaduje však vysokou spotřebu energie, vyžaduje sofistikované vybavení a představuje významné ekologické výzvy.
Hlavním procesem je hydrometalurgická regenerace. Hydrometalurgické získávání zlata je široce uznáváno pro svou nízkou spotřebu energie, vysokou rychlost získávání, vysokou čistotu produktu a skromné požadavky na vybavení. Mezi primární kroky při mokro{2}}procesní extrakci zlata pro odpadní baterie patří předúprava, předzpracování, kyselé/alkalické loužení, čištění výluhu, separace/extrakce a srážení prvků. Jádro recyklace mokrého-procesu spočívá ve fázi louhování kovů, kde se anorganické nebo organické kyseliny používají k regeneraci kovů jako iontů do kyselých roztoků.
