Recycling van lithiumbatterijen verwijst naar het proces van het behandelen van lithiumbatterijen die na langdurig gebruik het einde van hun levensduur hebben bereikt, wanneer hun intrinsieke prestaties zodanig zijn verslechterd dat ze onbruikbaar zijn voor hun oorspronkelijke doel. Dit omvat een reeks fysische, chemische, biologische en trapsgewijze gebruiksprocessen om de waardevolle materialen daarin systematisch en efficiënt te extraheren en te differentiëren, waardoor hun gebruikswaarde wordt hersteld.
Soorten recyclingtechnologieën voor lithiumbatterijen
Vanuit een breed perspectief wordt de recyclingtechnologie voor lithiumbatterijen voornamelijk in twee typen onderverdeeld:herverwerkingEnsecundairgebruik.
Regeneratieve recyclingDe technologie omvat het voor-verwerken van gebruikte lithiumbatterijen om ze volledig te ontladen, gevolgd door fysieke (droge), chemische of biologische methoden om waardevolle metalen zoals nikkel, kobalt, lithium en mangaan-samen met andere herstelbare materialen uit de batterijstructuur te scheiden-in metaalverbindingen of grondstoffen voor nieuwe lithiumbatterijen.
Hiërarchische gebruiksrecyclingtechnologie omvat het demonteren, inspecteren, sorteren en opnieuw configureren van de cellen of batterijpakketten van afgedankte lithiumbatterijen tot nieuwe, gezonde batterijpakketten. Deze worden vervolgens structureel hergebruikt in verschillende toepassingsgebieden. Deze aanpak maakt in wezen het gestructureerde, gelaagde en efficiënte gebruik van lithiumbatterijen mogelijk.
Recyclingprocesstroom van lithiumbatterijen
Fysieke recyclingtechnologie: een proces dat waardevolle materialen onttrekt aan de interne componenten van batterijen aan het eind-van-de levensduur van de batterij-zoals actieve materialen voor elektrodes, stroomcollectoren en batterijbehuizingen-door middel van een reeks stappen, waaronder pletten, zeven, magnetische scheiding, fijnmalen en sorteren. Deze teruggewonnen materialen worden vervolgens verwerkt voor verdere recycling. De kerntechniek omvat materiaalherstel na vermaling en zeven, wat een relatief puur fysiek proces vormt.
Natte recyclingtechnologie: na het ontmantelen en voor{0}}voorverwerken van afgedankte batterijen worden ze opgelost in zure of alkalische oplossingen om waardevolle metaalelementen te extraheren. De resterende waardevolle metalen worden vervolgens teruggewonnen via ionenuitwisselings- en elektrodepositiemethoden. Het kernproces omvat het uitlogen en extraheren van elektrodepoeders met behulp van chemische reagentia.
Pyrometallurgische recyclingtechnologie: de batterijbehuizing wordt gestript en de batterijkern wordt gemengd met cokes en kalksteen. Na reductiebranden wordt een koolstoflegering verkregen die metallisch lithium, kobalt, nikkel, aluminium en andere elementen bevat. In de slak worden fluor en fosfor uit het elektrolyt gestold, wat kan worden gebruikt als additief voor bouwmaterialen of beton. Verdere verwerking volgt, waarbij het hele proces bij hoge temperaturen wordt voltooid. Het kernpyrometallurgische proces omvat pyrolyse op hoge- temperatuur om metaaloxiden te verkrijgen.
Vergelijking van drie recyclingmethoden:
Natte recyclingmethoden bieden de hoogste efficiëntie en volwassen technologie.
① Fysieke recycling omvat een eenvoudig proces waarvoor geen extra chemicaliën nodig zijn, waardoor dit de meest milieuvriendelijke optie is, maar met een lage terugwinningsefficiëntie.
② Met natte recycling worden hogere terugwinningspercentages voor waardevolle metalen bereikt, zijn er lage apparatuurvereisten en wordt gebruik gemaakt van volwassen technologie; Het proces is echter complex, vereist gespecialiseerde natte methoden voor verschillende batterijtypen, brengt hogere kosten met zich mee en kan bij onjuist gebruik milieuvervuiling veroorzaken.
③ Pyrometallurgische terugwinning is relatief eenvoudig met hoge compatibiliteit en geschikt voor grootschalige verwerking van diverse afvallithiumbatterijen-. Het vereist echter een hoog energieverbruik, vereist geavanceerde apparatuur en brengt aanzienlijke milieuproblemen met zich mee.
Hydrometallurgisch herstel is het reguliere proces. Hydrometallurgische goudwinning wordt algemeen erkend vanwege het lage energieverbruik, de hoge terugwinningspercentages, de hoge productzuiverheid en de bescheiden apparatuurvereisten. De belangrijkste stappen bij de goudextractie via natte-processen voor afgedankte batterijen omvatten voorbehandeling, voorverwerking, zuur/alkali-uitloging, percolaatzuivering, scheiding/extractie en elementaire precipitatie. De kern van het natte-recyclingproces ligt in de fase van het uitlogen van metalen, waarbij anorganische of organische zuren worden gebruikt om metalen als ionen terug te winnen in zure oplossingen.
