統計によると、2000年には世界のリチウムイオン電池の消費量は70億に達し、2015年には500百万円であります。リチウムイオン電池の寿命は制限されているので、使用済みリチウムイオン電池の多くはまた、生成されます。中国として実施例250億を超える廃棄リチウム、50万人以上のトン総重量の2020三元材料の電池、例えば、貴金属を多量に含有する正極、請求項5〜20％のコバルト、5から12重量％のNi、 7％のマンガン10のアカウントは、リチウムは2~5％とプラスチックの7％を占め、金属の大部分が含まれる希少金属であり、合理的にリサイクルされるべきである。例えば、戦略的なリソースとしてコバルトは、広く様々な分野で使用され、加えて、高温リチウム合金等、ある計算することができ、貴金属の回収量が膨大となります。
商用サービス3年、5年の旅客サービスの予測に基づいて、以下に示すように、データのバッテリーの出荷台数は、2018年には退役電源リチウム電池のスパートを経験することになる。これらの電池をダウン廃止を典型的には二つのタイプがある道をたどるか、直接材料回復階段を使って。
バッテリーの出荷統計
1原料回収階段を使用して
電源リチウム電池の廃止措置、道路階段の使用を取り、その後、材料は、エシェロンの使用後にリサイクルされ、ダイレクトマテリアルリサイクルは、あまりにも少量、調査すべき歴史などは、安全監視を失敗しています。
経済効率の追求は、駆動力や社会的行動である。論理的には、バッテリーが少なく、メンテナンスコストの値を低減するために使用することができるエシュロン使用、行うには原料の回収率は、バッテリーの価値を最大化することである。しかし、現実には、初期の電池であります貧しいトレーサビリティ、品質、モデルムラ。雁行は、原料ベースを回復するために、高い確率で、高リスクの早期バッテリーを活用し、コストを排除する危険性が高いので、それは初期のバッテリーのリサイクルで、言うことができる、バッテリーの場所。
廃棄物のバッテリーのリサイクル産業チェーンの
2正極材料有価金属抽出
リチウムコバルト酸化物、リチウムマンガン酸化物、三リチウム、リン酸鉄リチウム：彼は回復現在の電源リチウム電池は、実際には、完全にあって主にリサイクル電池用正極材料の種類の様々な材料全体でリサイクルしていないと述べました。
1/3以上のコストによって占められるセルの電池正極材料コスト、より多くの電流及びグラファイト、シリコンカーバイド及びチタン酸リチウムLi 4 Ti 5 O 12でより少ない負のSi / Cアプリケーションなどの負極炭素材料、一次回収法のためのバッテリ電流バッテリーカソード材料のリサイクルです。
廃棄物のリサイクル方法は、リチウムの物理的、化学的及び生物学的方法三つのカテゴリーである。他の方法と比較して、その低エネルギー消費湿式精錬、高純度及び回収効率の利点の理想であると考えられていますリサイクル法。
2.1物理法則
物理的方法は、リチウムイオン電池を処理するための物理的および化学的反応プロセスを利用する。一般的な物理的処理方法は、主に破砕浮上および機械的粉砕である。
1）破損浮選法
分離の方法であって、浮揚は、表面材料の物理化学的性質の差を利用して切断され、即ち、リチウムイオン電池を完成するのに最初に廃棄物を粉砕し、選別した後、得られた電極材料粉末を熱処理し、有機バインダを除去することです最終的には浮遊電極材料粉末の親水性リチウムコバルト酸化物とグラファイト表面の違いによる分離、それによって浮遊プロセスを粉砕リチウムコバルト化合物粉末を簡単に回収、リチウムコバルト酸化物を効果的に炭素材料を用いて分離することができます。リチウム、しかしによる種々の物質により破壊コバルトの比較的高い回収率が全て混合された、銅、アルミニウム及び金属シェルフラグメントのその後の分離及び回収は困難を引き起こし、および電解質のLiPF 6をHFを生成するために、H 2 Oと反応させているので、容易に壊れ環境汚染などの揮発性ガスは、粉砕の方法に注意を払う必要があります。
2）機械研削法
機械的研磨は、電極材料が研磨と反応する原因は、集電体上に元々リチウム化合物の結合に電極材料の製造方法は、材料の異なる種類の粉砕助剤回収塩に変換され、発生した熱エネルギーを用いて、機械的研磨であります速度を微分、より高い回復が:.のCo回収率98％を行うことができ、99％機械研磨法のリチウム回収は、プロセスが比較的単純である廃リチウムイオン電池及びリチウムコバルト回収のための有効な方法であります機器の要求が高く、コバルトおよびアルミニウム箔回収の損失を引き起こすのは容易である。
2.2化学的方法
化学的方法は、一般に乾式冶金法と湿式冶金法に分かれているリチウムイオン電池の化学反応プロセスの使用である。
1）高温冶金
金属化合物と前記酸化還元反応が、電極材料中の有機バインダを除去することにより、冶金焼却または乾燥、高温焼却として知られている乾式製錬、凝縮低沸点の形で回収した金属及び化合物は、スラグの金属篩を用いて、大規模な電池に適した成分の材料、より複雑なプロセスで高温冶金あまり厳しい。、磁気または化学的手段及びリサイクル等ヒュームド、確か燃焼を生成します排気ガスの一部は環境汚染の原因となり、高温処理にも高い設備が必要となると同時に、浄化・リサイクル設備の増強が必要であり、処理コストも高い。
2）Hydrometallurgy
湿式製錬廃リチウムイオン電池の正極材料に適した化学物質と選択的に溶解し、そして分離浸出溶液中の金属元素の方法である。単一リチウム電池に廃棄化学組成の相対をリサイクルするための湿式冶金プロセスがより適切であることができますそれだけで使用される、それはまた、高温冶金、低機器の要件、低処理コストと一緒に使用することができます、中小規模の廃棄リチウムイオン電池のリサイクルに適した非常に成熟した処理方法です。
2.3生物学的方法
生物学的研究は、リチウムなどの金属元素、コバルトの選択的浸出を達成するために、微生物菌の代謝プロセスを使用している現在も冶金法である。生物学的な低エネルギー消費、低コスト、および微生物を再利用することができる、小さな汚染しかし、微生物真菌の培養には厳しい条件、長いインキュベーション時間、低い浸出効率が必要であり、プロセスはさらなる改善が必要である。
2.4鉄リン酸塩リサイクル部分的不調
貴金属の唯一の自由が、主としてアルミニウム、リチウム、鉄、リン、炭素元素からなる各種の電源リチウム電池、リン酸鉄リチウム正極材料であるため、企業は、リチウムリン酸鉄の分解が熱心でない回収しましたリチウム鉄リン酸蓄電池のリサイクルについては、対象となる研究はほとんどない。
通常強塩基、その中にアルミニウムを溶解し、分離するための極性有機溶媒を使用して、リン酸鉄リチウム、機械的粉砕によって電池全体、又はNMPの処理は、残りの材料のLiFePO 4及び炭素粉末の混合物である。この混合物にリチウム、鉄を導入します、Pリン酸鉄リチウム正極材料に比べて、焼成温度後に再合成したLiFePO 4材料と、不活性雰囲気下で粉砕材料に、次にボールによってこれら三つの元素のモル比を調整するため、最初、材料のキャパシタンスを合成します、充放電特性が低下している。リン酸鉄リチウム正極材料の酸化分解の故障、リチウム、鉄、リン、炭素を回収して再利用される経路根底にある原因を回収します。
研究では、小さなけれども、例えば、私は願っています。常にマクロハンサムそれを行うために誰かだったので、より優れた高効率、ゼロに廃棄物の排出量の低コストの方法を達成するためには、リン酸浸出システム障害リン酸鉄リチウム正極材料を用いる方法を開発しましたリチウム、鉄分離効果、リチウム、鉄、リン、炭素の包括的な回収。
3 Hydrometallurgyは現在主なアプリケーション技術です
リチウムイオン電池のリサイクルプロセスの留学から分かるように、低い物理化学は、リチウムイオン電池の回収を回収し;化学的方法を一般的に、アプリケーションの広い範囲の、比較的可能に、生物学的環境が、所望ものの湿式製錬利用可能でリサイクル材料の単一乾式良くない電気化学的性質が、単一湿式冶金回復を通じての薬剤の多くを必要とすることは適切ではない：化学的方法に関する多くの研究が長すぎる、保留中の更なる研究があることを示しました。大規模な工業化。
比較では、クラスメソッドの現在の湿式冶金抽出プロセス比較的良好な全体的なパフォーマンス、酸浸出は最も重要な部分であり、その主な目的は、前処理中に活性物質である浸出液中の標的金属に転送され、伝統的な強い無機酸（塩酸、HNO 3およびH 2 SO 4）のその後の分離回収プロセスを容易にするために、広く浸出プロセスにおいて使用されてきた。しかしながら、浸出プロセスは、Cl2を、SO 3およびNX他の環境有害性などの有毒ガスを伴うであろう。このよう近年の研究者は、浸出工程における有機酸（クエン酸、シュウ酸、アスコルビン酸など）の役割に焦点を当て始めている。同時に、伝統的な無機酸、有機酸浸出と比較して環境の二組を減らすことができ、高効率を満たします二次汚染。
典型的な湿式抽出主要な工程：前処理沈殿→→→浸出溶液を分離し、抽出された不純物元素→酸浸出。
3.1前処理基本ステップ
生理食塩水でリチウム電池を排出排水、鋼得電池内部の金属の除去を電池包装を除去した。電池の負極、正極、セパレータ、及び電解質組成物。銅箔の表面に付着した負極、正極に接着アルミ箔で表面、膜は、有機ポリマーであり、正負の電極表面に付着電解質のLiPF 6の有機カーボネート溶液。
3.2典型的な浸出抽出操作
完全な細胞から、前処理の後、原料粉末の異なるプロセスになるように処理されるドキュメント「6」から、次のように、大きな差典型的な以降の処理は、湿式抽出工程を意味し、感じます..：
1）LiCoO2電極粉末を硫酸溶液に加え、特定の固液比を維持し、機械的に撹拌する。
2）60分間の超音波浸出の後、残留物を除去し、浸出液中の各金属の濃度を測定する。
3）重炭酸アンモニウム溶液を添加して浸出液のpHを調整する。静置後ろ過後、少量のNa2S溶液を加えて銅を除去する。
4）P507スルホン化ケロシン系を用いてコバルトを抽出し、H2SO4でストリッピングして高純度の硫酸コバルト溶液を得る。
NaOH溶液が沸騰およびコバルトに加熱した後5）、コバルトリッチ溶液を青色の沈殿物を大量に生成するために、アップコバルト溶液になるまで、塩基溶液に添加しました。
6）ビーカーの口を密封する.5分間放置した後、青色の沈殿物は完全にピンク色の沈殿した水酸化ナトリウムおよびコバルトになる。
7）老化は、フィルターケーキが黒色粉末四酸化三コバルトを得るために、マッフル炉及び焼成中に入れ105℃の物質で乾燥した後に得られ、ろ過した後、エタノールを分散剤として添加し、数回洗浄しました。
4技術動向
キーは、など比較的安価無視電解質、セパレータなどの貴金属、他の材料のためのバッテリに回収された体系全体バッテリーを回収することができませんでした。
技術はまた、彼のチームは「電源を開発し、「アセトアルデヒド酢酸化学」誌に語るメッセージを投稿清華大学センターの科学技術の成果の促進に焦点を当て、2016年の終わりの他の要素の回復を必要とする主流のアプローチ、外で報告されていますクイックリリースリチウム及びリチウムコバルト短いリサイクル技術が」、リチウム電池を効率的に貴金属、銅、アルミニウムの金属回収98％以上、コバルト、リチウム金属回収95％以上を抽出することができます。
さらに、より統合的なアプローチ、提案された高、キット「リチウムイオン電池を使用して、ステータス・廃棄物のリサイクル車両パワー」が提案されている記事、種々の方法の強みを利用するというアイデア。合同処理方法、すなわち「ウェット処理+ファイアメソッド酸+金属は 'は酸浸出有価金属の浸出プロセスによって、酸が主に、従来の強無機酸（塩酸、H 2 SO 4およびHNO 3など）を使用するルートを、回収された析出物が、無機酸、例えば大型機器腐食人間の体が大きい上、代わりに（リンゴ酸、シュウ酸とアスコルビン酸を含む）有機酸のより緩やかなプロパティを使用することが推奨されていない環境に優しいだけでなく、減少特性を有する有機酸の一部は、伝統的な「無機酸を置き換えることができますように+削減エージェントのシステム。
5まとめ
現在の電源リチウムバッテリーのリサイクル率はまだ比較的低いです。前回のレポートでは、米国が、私たちの国で鉛蓄電池業界比較の約10％、約30％の中国の回復の割合を電源リチウム電池のリサイクルの割合を見てその数は90％を超えており、それは「循環経済」と言えるでしょう。振り返ると、巨大な市場空間があります。
しかし、使用済み電池の直接駆動力のリサイクルは、またはリサイクル材料は、業界全体のために、電池コストを削減した場合、リサイクルコストの有益な役割を果たし、リサイクル材料は本当に「私がやりたいために、リサイクルから廃棄電池の流れをスムーズにすることができますI「への移行が」「データが十分でないという知識で最大、この特定のターニングポイントは、どのような価格に登場計算する能力がないん、唯一の真実は、このような理由であると言うことができます。
