Återvinning av litiumbatterier hänvisar till processen att behandla litiumbatterier som har nått slutet av sin livslängd efter långvarig användning, när deras inneboende prestanda har försämrats till den grad att de inte kan användas för sitt ursprungliga syfte. Detta involverar en serie fysikaliska, kemiska, biologiska och kaskadande användningsprocesser för att systematiskt och effektivt extrahera och differentiera de värdefulla materialen i dem och därigenom återställa deras bruksvärde.
Typer av teknik för återvinning av litiumbatterier
Ur ett brett perspektiv kategoriseras litiumbatteriåtervinningsteknik i första hand i två typer:upparbetningochsekundärutnyttjande.
Regenerativ återvinningteknik innebär att för-förbearbeta förbrukade litiumbatterier för att ladda ur dem helt, följt av fysiska (torra), kemiska eller biologiska metoder för att separera värdefulla metaller som nickel, kobolt, litium och mangan-tillsammans med andra återvinningsbara material från batteristrukturen-till metallföreningar eller råmaterial för nya litiumbatterier.
Hierarkisk användningsåtervinningTekniken innebär att demontera, inspektera, sortera och omkonfigurera cellerna eller batteripaketen från förbrukade litiumbatterier till nya, hälsosamma batteripaket. Dessa återanvänds sedan strukturellt inom olika applikationsområden. Detta tillvägagångssätt möjliggör i huvudsak strukturerad, skiktad och effektiv användning av litiumbatterier.
Processflöde för litiumbatteriåtervinning
Fysisk återvinningsteknik: En process som extraherar värdefulla material från de interna komponenterna i uttjänta-strömbatterier-som elektrodaktiva material, strömavtagare och batterihöljen-genom en rad steg, inklusive krossning, silning, magnetisk separation, finslipning och sortering. Dessa återvunna material behandlas sedan för vidare återvinning. Kärntekniken innebär materialåterställning efter krossning och siktning, vilket utgör en relativt ren fysisk process.
Våtåtervinningsteknik: Efter demontering och förbearbetning av förbrukade batterier löses de i sura eller alkaliska lösningar för att extrahera värdefulla metallelement. Återstående värdefulla metaller återvinns sedan genom jonbyte och elektrolytisk utfällning. Kärnprocessen innefattar lakning och extrahering av elektrodpulver med kemiska reagenser.
Pyrometallurgisk återvinningsteknik: Batterihöljet är avskalat och batterikärnan blandas med koks och kalksten. Efter reduktionsrostning erhålls en kollegering innehållande metalliskt litium, kobolt, nickel, aluminium och andra element. Fluor och fosfor från elektrolyten stelnar i slaggen, som kan användas som tillsats till byggmaterial eller betong. Ytterligare bearbetning följer, med hela processen avslutad vid höga temperaturer. Den pyrometallurgiska kärnprocessen involverar hög-temperaturpyrolys för att erhålla metalloxider.
Jämförelse av tre återvinningsmetoder:
Våtåtervinningsmetoder erbjuder högsta effektivitet och mogen teknik.
① Fysisk återvinning har en enkel process som inte kräver några ytterligare kemikalier, vilket gör det till det mest miljövänliga alternativet, men med låg återvinningseffektivitet.
② Våtåtervinning uppnår högre återvinningsgrader för värdefulla metaller, har låga utrustningskrav och använder mogen teknologi; processen är dock komplex, kräver specialiserade våta metoder för olika batterityper, medför högre kostnader och kan orsaka miljöföroreningar om de hanteras på ett felaktigt sätt.
③ Pyrometallurgisk återvinning är relativt enkel med hög kompatibilitet, lämplig för stor-behandling av olika förbrukade litiumbatterier. Det kräver dock hög energiförbrukning, kräver sofistikerad utrustning och innebär betydande miljöutmaningar.
Hydrometallurgisk återvinning är den vanliga processen. Hydrometallurgisk guldåtervinning är allmänt känd för sin låga energiförbrukning, höga återvinningsgrad, höga produktrenhet och blygsamma utrustningskrav. De primära stegen i våt-process guldextraktion för förbrukade batterier inkluderar förbehandling, förbearbetning, syra/alkali urlakning, lakvattenrening, separation/extraktion och elementär utfällning. Kärnan i återvinningen av den våta-processen ligger i metallurlakningssteget, där oorganiska eller organiska syror används för att återvinna metaller som joner till sura lösningar.
