통계에 따르면, 2000 년 세계 리튬 이온 배터리의 소비는 70 억에 도달 2015 년 500 백만원입니다. 리튬 이온 배터리 수명이 제한되어 있기 때문에, 소비 리튬 이온 배터리의 다수도 생산할 예정이다. 중국으로 실시 예 25 억 폐기 리튬 이상 50 만톤 총 중량 2020. 원계 재료 배터리, 예를 들면 귀금속을 다량 포함하는 양극, 제 5 내지 20 %의 코발트, 5 내지 12 %의 Ni, 7 % 망간 (10)에 대한 계정 리튬 2-5 %와 플라스틱의 7 %를 차지하고, 상기 금속의 대부분이 포함되는 희소 금속이고, 상당히 재순환 될 것이다. 예를 들어, 전략적 자원으로 코발트는 널리 다양한 분야에서 사용되는, 리튬 배터리 및 고온 합금 외에도 귀금속 회수가 엄청난다고 추측 할 수 있습니다.
상용 서비스 3 년, 오년 여객 서비스 전망에 따라, 다음과 같이 데이터의 전지 출하량은 2018 년은 해제 전원 리튬 배터리 분출을 경험하게 될 것입니다.이 배터리를 해체 일반적인 후속 경로에는 단계별 또는 직접 자재 재활용의 두 가지 유형이 있습니다.
전원 배터리 출하 통계
1 단계 활용 및 원료 회수
직접 재료를 재활용, 아니 역사, 조사되지 너무 적은 양 때문에 실패 안전 모니터링이며, 전력 리튬 배터리의 해체는 도로에 쉴론 사용 후 재료에 쉴론의 사용 후 재활용을.
경제적 효율성의 추구는 원동력 및 사회적 행동이다. 논리적으로, 배터리가 적은 유지 보수 비용에 값을 줄이기 위해 사용할 수있는 쉴론 사용 할 수있는 원료의 회수, 배터리의 가치를 극대화하는 것입니다. 그러나 현실은, 초기 배터리입니다 가난한 추적, 품질, 모델 고르지. 제대의 주요 원료를 복구하기 위해 배터리 장소, 초기 배터리 재활용, 확률이 높은 고위험군을 제외한 비용의 위험을 조기에 배터리를 활용, 따라서 그것은 말할 수있다.
폐기물 배터리 재활용 산업 체인
2 양극 활물질 귀금속 추출법
리튬 코발트 산화물, 리튬 망간 산화물, 삼원 리튬, 인산 철 리튬 : 그 복구 현재 전력 리튬 배터리가 실제로 완전히 포함 주로 재생 전지 양극 재료의 종류의 다양한 재료에 걸쳐 재활용하지했다.
이상 1/3의 선정에 의해 점유되는 셀보다 전류 흑연, 탄화 규소 및 티탄산 리튬 Li4Ti5O12 인 이하 제외시 / C 어플리케이션 차 복구 기술의 배터리 전류로서 음극 탄소 재료를 전지의 양극 재료의 선정 배터리 음극 재 재활용입니다.
폐기물의 처리 방법은 리튬 물리적, 화학적, 생물학적 방법이 세 가지이다. 다른 방법에 비해 낮기 때문에 에너지 소비 습식 제련, 높은 순도와 회수율 장점 이상적인 것으로 간주 재활용 방법.
2.1 신체 법칙
리튬 이온 전지에 대한 물리적 방법. 물리 화학적 반응 공정으로 처리 일반 물리 화학적 처리 방법은 주로 기계적 연마 및 부유 깨.
1) 부유 선광 방법
부양은 분리, 즉, 리튬 이온 전지를 완성하기 위해 먼저 분쇄 폐기물에있어서, 상기 표면 재료의 물리 화학적 특성의 차이이다하여 고장 정렬 후, 얻어진 전극 재료 분말을 열처리하여 유기 바인더를 제거하는 것 마지막함으로써 단순한 리튬 코발트 화합물 분말을 회수 부유 공정 분쇄 친수성 리튬 코발트 산화물 전극 재료 분말의 흑연 표면에서의 차이에 따른 분리 부상, 리튬 코발트 산화물을 효과적으로 탄소 재료를 분리 할 수있다 . 리튬하지만, 다양한 물질로 인해 깨진 코발트 비교적 높은 회복이 모두 혼합되어, 이후 분리 및 구리, 알루미늄의 복구 및 상기 금속 쉘 단편 문제 발생, 및 전해질의 LiPF6가 HF를 생성하기 위해 H2O와 반응하기 때문에 쉽게 파손 환경 오염과 같은 휘발성 가스는 분쇄 방법에주의를 기울여야합니다.
2) 기계 연삭
기계 연삭 방법은 기계 연마에 의해 생성 된 열에너지가 전극 재료와 연마제의 반응을 촉진하여 본래 집 전체에 결합한 리튬 화합물을 전극 재료의 염으로 변환시키는 방법이며, 각종 연삭 재료 Co 회수율 98 %, Li 회수율 99 %로 높은 회수율을 얻을 수 있으며, 기계식 분쇄는 사용 된 리튬 이온 배터리에서 코발트 및 리튬을 회수하는 효과적인 방법이기도합니다. 그러나 장비 요구 사항이 높고 코발트 및 알루미늄 포일 복구의 손실을 유발하기 쉽습니다.
2.2 화학 방법
화학적 방법은 일반적으로 건식 야금법과 습식 야금 법으로 구분되는 리튬 이온 전지의 화학 반응 과정을 사용하는 것이다.
1) 고온 야금
소각 또는 건조 야금이라고도 불리는 불꽃 기술은 고온 소각으로 전극 물질에서 유기 결합제를 제거하고 동시에 금속과 그 화합물을 산화시켜 응축 된 형태로 저비점 금속을 회수하며 이 화합물은 체재, 열분해, 자기 분리 또는 슬래그 내의 금속 회수를위한 화학적 방법으로 사용되며 파이로 야금은 높은 수준의 원료를 필요로하지 않으며 더 복잡한 배터리의 대규모 처리에 적합하지만 연소는 필연적으로 발생합니다. 배기 가스의 일부는 환경을 오염시키고 고온 처리에는 높은 장비가 필요하고 동시에 정화 및 재생 장비를 늘릴 필요가 있으며 치료비가 높습니다.
2) Hydrometallurgy
습식 제련는 폐 리튬 이온 전지 양극 재료에 적합한 약제, 및 하나의 리튬 전지에 폐기물의 화학 조성에 대하여 재활용 더 적합하다. 습식 프로세스 분리 된 용출액에 금속 원소의 방법으로 선택적으로 용해에게 될 수 혼자 사용, 그것은 또한 고온 야금과 함께, 낮은 장비 요구 사항, 낮은 처리 비용과 함께 사용할 수있는, 중소 규모의 폐기물 리튬 이온 배터리의 재활용에 적합한 매우 성숙한 처리 방법입니다.
2.3 생물학적 방법
바이오 매스 야금은 현재 진행 중이며, 미생물 군집의 대사 과정을 이용하여 코발트 및 리튬과 같은 금속 원소의 선택적 침출을 달성합니다. 생물학적 방법은 에너지 소비가 적고 비용이 적으며 미생물을 거의 오염시키지 않고 재사용 할 수 있습니다. 그러나, 미생물 진균의 배양은 가혹한 조건, 장시간 배양 시간, 낮은 용출 효율을 요구하며, 공정은 추가 개선이 필요하다.
2.4 철 인산염 재활용 부분 화가
다양한 전원 리튬 배터리 중 인산 철 리튬 정극 재료는 귀금속을 함유하지 않고 주로 알루미늄, 리튬, 철, 인 및 탄소로 구성되어 있기 때문에 인산 철 리튬의 재활용에 열광하지는 않습니다. 리튬 철인 인산염 배터리의 재활용에 대해서는 몇 가지 타깃 연구가있다.
리튬 철 인산염의 일반적인 치료, 전체 기계적 파쇄 후 배터리, 극성 유기 용매 NMP 또는 알루미늄의 분리에 용해 강한 알칼리의 사용, 나머지 물질은 LiFePO4와 탄소 분말의 혼합물입니다. 리튬, 철 , P로 3 가지 원소의 몰비를 조절 한 후 볼 밀링하여 LiFePO4 물질을 불활성 분위기에서 고온 소성 한 후 재 합성 할 수 있으나 합성 된 리튬 인산 철 리튬 전지의 첫 번째 양극 재와 비교하여 재료의 정전 용량 리튬 철, 인, 탄소 및 재사용의 회수는 리튬 이온 인산염 전지의 음극 재의 산화 분해, 재생, 재사용의 실패로 인해 복구 경로의 근본 원인을 해결합니다.
Zhuo Hongshuai는 소비 된 리튬 철인 인산염 음극 물질을 인산 시스템으로 침출하고 더 나은 효율, 저렴한 비용 및 제로 폐기물 배출을 달성하는 방법을 개발했습니다. 리튬, 철 분리 효과, 리튬, 철, 인, 탄소의 종합적인 회수.
3 Hydrometallurgy는 현재 주요 응용 기술입니다
리튬 이온 전지 재활용 프로세스 유학 의해 알 수있는 바와 같이, 낮은 물리 화학은 리튬 이온 전지 복구를 회수, 화학적 방법을 일반적으로, 다양한 애플리케이션, 비교적 실현을 생물학적 환경이지만 원하는 있지만 가능한 습식 제련하여 재활용 재료의 단일 건식 야금하지 좋은 전기 화학적 특성,하지만 하나의 습식 제련 복구를 통해 에이전트의 많은 적합하지 않습니다 필요 너무 오래, 화학적 방법에 많은 연구의 향후 연구 보류는 것을 보여 주었다 대규모 산업화.
이에 비해, 산 침출은 가장 중요한 클래스에있어서의 현재의 습식 추출 처리 비교적 좋은 전체 성능이다. 주된 목적은 용출액 타겟 메탈로 전송 전처리 활성 물질, 널리 침출 공정에서 사용 된 전통적인 강한 무기산 (염산, HNO3 및 H2SO4)의 후속의 분리 및 회수 공정을 용이. 그러나, 침출 공정은 예컨대 Cl2를, SO3 및 Nx를 다른 환경 위험. 이와 같은 유해 가스가 수반 될 최근 몇 년 동안 연구자들은 침출 과정에서 유기산 (구연산, 옥살산, 아스 코르 빈산 등)의 역할에 집중하기 시작했다. 동시에 기존의 무기산, 유기산 침출에 비해 환경의 두 쌍을 줄일 수있는 고효율을 충족 2 차 오염.
전형적인 습식 추출의 주요 단계는 전처리 → 산 침출 → 침출 용액 침출 → 분리 및 추출 → 원소 침전이다.
3.1 전처리 기본 단계
염수 폐수 배출 리튬 전지는 강철 얻어진 전지 내부에 금속을 제거하는 전지 용기를 제거한다. 배터리 음극, 양극, 분리막, 전해질 조성물. 동박, 양극에 부착 된 알루미늄 포일의 표면에 부착 된 음극에서는 표면은 상기 멤브레인은 유기 폴리머이며, 양극 및 음극 표면의 LiPF6 유기 탄산염 용액에 부착 전해질.
3.2 일반적인 용출 추출 작업
완성 된 셀에서 전처리 후 처리 될 분말 원료가됩니다. 다른 공정은 후속 처리 방법이 다릅니다. 전형적인 습식 추출 절차는 '6'에서 다음과 같이되어 있습니다.
1) LiCoO2 전극 분말을 황산 용액에 첨가하여 특정 고액 - 액체 비율을 유지하고 기계적으로 교반한다.
2) 60 분 초음파 침출 후, 잔류 물을 제거하고 침출수 내의 각 금속의 농도를 측정한다.
3) 중조 암모늄 용액을 넣어 침출수의 PH 값을 조절하고 방치 후 소량의 Na2S 용액을 넣어 구리를 제거한다.
4) 코발트를 추출하고 H2SO4로 스트리핑하는 P507 술 폰화 케로 신 시스템을 사용하여 고순도 코발트 황산염 용액을 얻는다.
5) NaOH 용액과 코발트가 농후 한 용액이 끓을 때까지 가열 된 후, 코발트 용액에 다량의 청색 침전물이 생성 될 때까지 알칼리 용액을 코발트가 풍부한 용액에 첨가한다.
6) 비이커 입구를 밀봉하십시오. 5 분 동안 방치 한 후 파란색 침전물이 완전히 핑크색 침전 된 수산화 나트륨과 코발트로 변합니다.
7) 여러 번 씻은 후 에탄올을 분산제로 넣어 나이 드고, 여과하고, 케이크를 걸러 내고 머플로에서 말린 다음 소성하여 사삼 산화 오스뮴의 검은 분말을 얻는다.
4 기술 동향
현재는 배터리의 귀금속 회수에 주로 사용되며, 전해액 및 분리막과 같은 비교적 저렴한 재료는 무시하고 전체 배터리를 체계적으로 회수하지 못합니다.
2016 년 말 청화대 과학 기술 성과 진흥 센터의 보도 자료 인 "아세트 알데히드 아세테이트 케미컬 즈 (Acetaldehyde Acetate Chemicals)"에서 팀은 일종의 '힘'을 개발했다고 발표했다. 리튬 배터리 신속한 스트리핑 및 리튬 코발트 단기 재활용 기술 '은 리튬 배터리, 구리, 98 % 이상의 알루미늄 금속 회수율, 코발트, 95 % 이상의 리튬 금속 회수율에서 귀금속을 효율적으로 추출 할 수 있습니다.
또한, 더욱 통합 접근법 제안 높은 키트 "리튬 이온 배터리를 사용하는 상태 폐기물 처리 차량 전력"이 제안 된 문서, 다양한 방법 강도 활용의 개념. 조인트 가공 방법, 즉 '습식 처리 + 불 산 재생 및 금속 침전 '복구 경로, 유가 금속의 산성 침출을 통해 경로 침출, 산성의 전통적인 사용은 주로 무기산 (HCl, H2SO4 및 HNO3 등)이지만 장비의 무기산 부식 인체가 큰에, 장소 (말산, 옥살산 및 아스코르브 산 포함) 유기산의 더 온건 한 속성을 사용하는 것이 좋습니다뿐만 아니라 환경 친화적 인, 또한 감소 특성을 갖는 유기산의 부분은, 기존의 '무기산을 대체 할 수 있도록 + 감소시키는 대리인의 체계.
5 요약
현재 리튬 배터리의 재활용 비율은 상대적으로 낮다. 중국의 리튬 배터리 재활용률은 약 10 %이며, 납 축전지와 비교하면 중국의 재활용 율은 약 30 %이며, 미국 그 숫자는 90 %를 넘었고, '순환 경제'라고 말할 수 있습니다. 거대한 시장 공간이 있습니다.
그러나, 사용 된 배터리의 직접 구동력 재활용하거나 재활용 재료 전체 산업을위한 배터리 비용을 절감 할 경우 재활용 비용에 유용한 역할을, 재활용 재료는 정말 '내가하고 싶은하는 재활용 폐 건전지의 흐름을 원활하게 할 수 있습니다 '나'로 바뀌면 데이터 정보가 충분하지 않기 때문에이 전환점이 정확히 무엇인지 파악할 능력이 없습니다. 진실은 그러한 이유라고 말할 수 있습니다.
