باتری لیتیوم باتری بازیافت کلی فناوری

بنا به آمار، در سال 2000 مصرف باتری یون لیتیوم در جهان 500 میلیون به عنوان است، در سال 2015 رسیده 7 میلیارد. از آنجایی که عمر باتری یون لیتیوم محدود است، تعداد زیادی از باتری های لیتیوم یون صرف نیز تولید خواهد شد. چین به عنوان مثال 2020 از لیتیوم دور انداخته بیش از 25 میلیارد، وزن کل بیش از 500000 تن می باشد. باطری مواد سه تایی، برای مثال، یک الکترود مثبت که شامل مقدار زیادی از یک فلز نجیب، که در آن کبالت از 5 تا 20٪، از 5 تا 12 درصد نیکل، حساب برای 7 تا 10 درصد منگنز، لیتیوم حسابداری برای 2-5٪ و 7٪ پلاستیک، بسیاری از فلز فلز نادر موجود است، باید منطقی بازیافت. به عنوان مثال، کبالت به عنوان یک منبع استراتژیک، به طور گسترده ای در زمینه های مختلف استفاده می شود، علاوه بر باتری های لیتیوم و آلیاژهای با درجه حرارت بالا و غیره می توان نتیجه گرفت که بازیابی فلزات گرانبها بسیار زیاد است.

محموله باتری داده به شرح زیر، نشان داده شده است با توجه به خدمات تجاری 3 سال، 5 سال پیش بینی خدمات مسافری، 2018 یک جهش قدرت باتری لیتیوم خدمت خارج پایین را تجربه کنند. این باتری انهدام دو نوع مسیر پیگیری معمول وجود دارد: هر دو گام به گام یا مستقیم بازیافت مواد.

آمار حمل و نقل باتری برق

استفاده از 1 مرحله و بازیافت مواد اولیه

انهدام باتری لیتیوم قدرت، را به استفاده از سطوح، جاده، پس از آن مواد را پس از استفاده از پله بازیافت؛ بازیافت مواد مستقیم مقادیر بیش از حد کوچک، بدون سابقه به بررسی شود، و نظارت بر ایمنی بنابراین شکست خورده است.

دستیابی به کارآیی اقتصادی نیروی محرکه و رفتار اجتماعی استفاده فرمان، باتری را می توان مورد استفاده برای کاهش ارزش به هزینه نگهداری کمتر است. منطقی،، بازیابی از مواد خام به انجام است، به حداکثر رساندن ارزش از باتری است. اما واقعیت، باتری زود است فقیر قابلیت ردیابی، با کیفیت، مدل ناهموار است. پله استفاده از باتری زود هنگام بروز خطر بالا، در معرض خطر از هزینه به جز، و در نتیجه می توان گفت، در بازیافت باتری های اولیه، محل باتری به احتمال زیاد برای بازیابی مواد اولیه اصلی.

زنجیره صنعت بازیافت باتری زباله

2 الکترودهای مثبت روش استخراج فلز با ارزش

او گفت باتری لیتیوم بهبود قدرت در حال حاضر، در واقع، به طور کامل در سراسر مواد مختلف از نوع باتری مواد الکترود مثبت بازیافت عموما شامل بازیافت نیست: یک اکسید کبالت لیتیوم، لیتیوم اکسید منگنز، لیتیوم سه تایی، فسفات آهن لیتیوم.

باتری هزینه مواد الکترود مثبت از سلول اشغال شده توسط هزینه ای بیش از 1/3، جریان بیشتر و الکترود کربن منفی مانند گرافیت، کاربید سیلیکون و تیتانات لیتیم Li4Ti5O12 برنامه های کاربردی منفی کمتری سی / C، جریان باتری برای روش برداشت اولیه این ماده بازیافت مواد کاتد مواد باتری است.

روش دفع زباله های لیتیوم روش های بیولوژیکی فیزیکی، شیمیایی و سه دسته هستند. در مقایسه با روش دیگر، به دلیل مزایای کم هیدرومتالورژی مصرف انرژی، خلوص بالا و بهبود بهره وری آن در نظر گرفته می شود یک ایده آل روش بازیافت.

2.1 قانون فیزیکی

روش های فیزیکی برای باتری های لیتیوم یون با فرایند واکنش فیزیکی و شیمیایی درمان می شود. روش های درمان فیزیکی و شیمیایی متداول در درجه اول شکسته سنگ زنی مکانیکی و شناور است.

1) روش شناور شکسته

شناوری شکسته است با استفاده از تفاوت در خواص فیزیکی و شیمیایی مواد سطح یک روش جداسازی، به عنوان مثال، اولین بار برای تکمیل یک باتری لیتیوم یون خرد است زباله، پس از مرتب سازی، پودر مواد الکترود به دست آمده به حذف چسب آلی با گرما است در نهایت فلوتاسیون جدایی با توجه به تفاوت های موجود در آب دوستی اکسید کبالت لیتیوم و سطح گرافیت پودر مواد الکترود، در نتیجه دوره نقاهت یک پودر ترکیب کبالت لیتیوم ساده خرد کردن فرآیند شناور، اکسید کبالت لیتیوم می تواند به طور موثر با مواد کربن جدا و لیتیوم، اما بهبود نسبتا بالا کبالت شکسته به علت مواد مختلف همه مخلوط شده است، جدایی پس از آن و بهبود مس، آلومینیوم و فلز قطعات پوسته ناشی از مشکلات؛ و به راحتی شکسته چون LiPF6 الکترولیت با H2O در واکنش به تولید HF گازهای فیزیکی، مانند آلودگی محیط زیست، نیاز به توجه به روش خرد کردن دارند.

2) سنگ زنی مکانیکی

پرداخت مکانیکی پرداخت مکانیکی با استفاده از انرژی حرارتی تولید علل مواد الکترود با ساینده واکنش نشان می دهد، یک روش برای ساخت یک مواد الکترود در یک پیوند ترکیب لیتیوم در اصل در جریان کلکتور به نمک بهبود سنگ زنی کمک انواع مختلف مواد تبدیل شده است نرخ متفاوت، بهبود بالاتر می تواند انجام شود :. میزان بهبودی 98٪ شرکت، بهبود لی از روش پرداخت مکانیکی 99٪ است همچنین یک روش موثر برای باتری های لیتیوم یون زباله و کبالت لیتیوم بهبود، که فرایند نسبتا ساده است اما نیازهای دستگاه بالاست و از بین رفتن کبالت و بازیافت فویل آلومینیوم آسان است.

2.2 روش شیمیایی

فرایند واکنش شیمیایی است که استفاده از یک روش شیمیایی پردازش یک باتری لیتیوم یون به طور کلی به pyrometallurgical و نیروگاهی دو روش است.

1) pyrometallurgy

Pyrometallurgical، شناخته شده به عنوان سوزاندن متالورژی یا خشک، سوزاندن درجه حرارت بالا با برداشتن چسب آلی در مواد الکترود، در حالی که ترکیب فلز و در آن واکنش اکسیداسیون کاهش، فلز بازیافت در قالب یک کم جوش متراکم و ترکیبات آن، با استفاده از یک الک فلزی از سرباره، خشمگین، یعنی مغناطیسی یا شیمیایی و مانند آن برای بازیافت. pyrometallurgical کمتر خواهان در مواد از مولفه، فرآیند پیچیده تر مناسب برای باتری در مقیاس بزرگ، اما قطعا تولید احتراق بخشی از اثرات زیست محیطی، و پردازش درجه حرارت بالا مورد نیاز از دستگاه نیز بالا است، اما همچنین نیاز به افزایش خالص سازی و بهبود تجهیزات، هزینه های پردازش بالا.

2) Hydrometallurgy

هیدرومتالوژی به طور انتخابی با یک عامل شیمیایی مناسب در لیتیوم زباله باتری یون مواد الکترود مثبت، و یک روش عنصر فلز در محلول شستشو است. روند هیدرومتالورژیکی مناسب تر برای بازیافت زباله ترکیب شیمیایی نسبت به یک باتری لیتیوم از هم جدا محلول، می تواند به تنهایی و یا ممکن است به طور مشترک با pyrometallurgical، درخواست تسهیلات، هزینه پردازش پایین استفاده می شود، یک روش پردازش بسیار پیچیده مناسب برای بازیافت در مقیاس کوچک از باتری لیتیوم یون استفاده می شود.

2.3 روشهای بیولوژیکی

تحقیقات بیولوژیکی است روش در حال حاضر متالورژی که در آن با استفاده از یک قارچ میکروارگانیسم فرایند متابولیک بدن که برای رسیدن به شسته شدن انتخابی از کبالت، عنصر فلزی مانند لیتیوم. بیولوژیکی مصرف انرژی پایین، کم هزینه، و میکروارگانیزم ها می توانند مورد استفاده مجدد قرار، آلودگی های کوچک با این حال، کشت سویه های میکروبی نیاز به شرایط سخت، زمان انکوباسیون طولانی، راندمان پایین شستشو، و روند نیاز به بهبود بیشتر.

2.4 ناراحتی جزئی بازیافت فسفات

در باتری لیتیوم قدرت های مختلف، لیتیوم آهن مواد فسفات کاتد تنها رایگان از فلزات گرانبها، اما به طور عمده از عناصر آلومینیوم، لیتیوم، آهن، فسفر و کربن تشکیل شده است. به همین دلیل، شرکت بهبود تجزیه فسفات آهن لیتیوم است مشتاق نیست برای بازیافت باتری لیتیوم فسفات آهن، مطالعات هدفمند کمی وجود دارد.

معمولا درمان فسفات آهن لیتیوم، کل باتری با پودر مکانیکی، و یا NMP با استفاده از یک پایه قوی، حلال های آلی قطبی برای حل و جدا آلومینیوم در آن، باقی مانده LiFePO4 مواد و پودر کربن مخلوط است. به این مخلوط معرفی شده است لی، آهن ، P برای تنظیم نسبت مولی از این سه عنصر در مواد، و سپس با توپ فرز تحت اتمسفر خنثی، دوباره سنتز مواد LiFePO4 پس دمای کلسینه، در مقایسه با آهن لیتیوم مواد فسفات کاتد اول سنتز، ظرفیت از مواد ، ویژگی های شارژ تخلیه کاهش می یابد. از شکست آهن لیتیوم تجزیه فسفات کاتد اکسیداسیون مواد، دوره نقاهت لیتیوم، مسیر آهن، فسفر، کربن بهبود و مورد استفاده مجدد قرار علل آن است.

مطالعه، هر چند کوچک، همیشه کسی برای انجام آن کلان خوش تیپ بود. به عنوان مثال، من آرزو می کنم و به همین ترتیب یک روش با استفاده از اسید فسفریک صافی شکست سیستم آهن لیتیوم مواد فسفات کاتد، به منظور بهتر رسیدن به راندمان بالا، روش کم هزینه زباله تولید گازهای گلخانه به صفر لیتیوم، اثر جداسازی آهن، بازیابی جامد لیتیوم، آهن، فسفر، کربن.

3 Hydrometallurgy در حال حاضر تکنولوژی اصلی برنامه است

همانطور که می توان با مطالعه در خارج از کشور برای یک یون فرایند بازیافت باتری لیتیوم دیده، شیمی فیزیک کم دوره نقاهت بهبود باتری لیتیوم یون، روش شیمیایی به طور کلی، طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی، نسبتا عملی؛ اگر چه محیط های زیستی، اما مورد نظر بیش از حد طولانی، در انتظار مطالعه بیشتر از مطالعات متعدد به روش شیمیایی نشان داد که: یک pyrometallurgical خواص الکتروشیمیایی به عنوان خوب نیست از مواد بازیافت شده توسط نیروگاهی به دست آمده، اما نیاز به بسیاری از عوامل از طریق بهبود نیروگاهی تنها مناسب نیست صنعت صنعتی در مقیاس بزرگ.

در مقایسه، فرایند استخراج نیروگاهی فعلی عملکرد کلی نسبتا خوب برای روش طبقه، لیچینگ اسید مهم ترین بخش است. هدف اصلی آن ماده فعال در قبل به فلز هدف در راه حل شسته شدن منتقل می شود، به منظور تسهیل در جداسازی پس از آن و روند بهبود اسیدهای سنتی قوی معدنی (هیدروکلراید، HNO3 و H2SO4) به طور گسترده ای در فرایند لیچینگ استفاده شده است. با این حال، روند شسته خواهد شد توسط گازهای سمی مانند CL2، SO3 و NX سایر خطرات زیست محیطی است. بنابراین همراه در سال های اخیر، محققان شروع به تمرکز بر نقش اسیدهای آلی (اسید سیتریک، اسید اگزالیک، اسید اسکوربیک، و غیره) در فرایند لیچینگ است. در مقایسه با اسید معدنی سنتی، لیچینگ اسید آلی در همان زمان دیدار با راندمان بالا می توانید از دو جفت از محیط زیست کاهش آلودگی ثانویه

نمونه استخراج مرطوب گام اصلی: لیچینگ اسید → قبل → → راه حل شستشو از هم جدا و استخراج عناصر ناخالصی → رسوب.

3.1 پیش درمانی گام های اساسی

باتری لیتیوم فاضلاب تخلیه شده در شور، به حذف بسته بندی باتری، حذف فلزی در داخل باتری فولاد به دست آمده است. باتری الکترود منفی، الکترود مثبت، سپراتور و ترکیب الکترولیت در الکترود منفی متصل به سطح یک فویل مس، یک فویل آلومینیومی پایبند به الکترود مثبت الکترولیت متصل به سطح الکترود مثبت و منفی، یک راه حل کربنات آلی LiPF6، سطح، غشا یک پلیمر آلی است.

3.2 یک عملیات استخراج شسته معمولی

از یک سلول کامل، بعد از پیش، مواد خام به پردازش برای تبدیل شدن به پودری فرآیندهای مختلف، پردازش های بعدی تفاوت های بزرگ معمولی به معنای مرحله استخراج و مرطوب به عنوان زیر، از سند '6'، احساس ..:

1) پودر الکترود LiCoO2 به محلول اسید سولفوریک اضافه می شود، حفظ یک نسبت مایع جامد و مایع و تکان دادن مکانیکی؛

2) پس از شستشوی اولتراسونیک به مدت 60 دقیقه، باقی مانده را از بین ببرید و غلظت هر فلز در سدیم را اندازه گیری کنید.

3) سپس محلول بی کربنات آمونیوم را برای تنظیم pH محلول شان اضافه کنید. پس از ایستادن و فیلتر کردن، مقدار کمی از محلول Na2S را برای حذف مس اضافه کنید.

4) با استفاده از سیستم نفت سفید P507-سولفونیک برای استخراج کبالت و سلب کردن با H2SO4 برای به دست آوردن خلوص محلول سولفات کبالت؛

5) پس از محلول NaOH به جوش و کبالت، محلول غنی از کبالت به محلول اضافه شده است، تا راه حل کبالت برای تولید یک مقدار زیادی از رسوب آبی گرم شده بود.

6) دهان بطری را تمیز کنید. پس از ایستادن به مدت 5 دقیقه، رسوب آبی به طور کامل به هیدروکسید سدیم رسوب شده و کبالت تبدیل می شود؛

چند بار 7) شسته شد، اتانول به عنوان یک پخش برای به دست آوردن پودر سیاه تترو اکسید tricobalt اضافه شده پس از پیری فیلتر شد، کیک فیلتر به دست آمده پس از خشک شدن در 105 ℃ ماده قرار داده شده در صدا خفه کن کوره و کلسینه،.

4 روند تکنولوژی

کلید در باتری برای فلز نجیب، مواد دیگر مانند یک الکترولیت نادیده گرفته نسبتا ارزان، جدا، و غیره بهبود، نمی تواند بازیافت شود طیف باتری سیستماتیک.

فناوری همچنین در خارج از رویکرد جریان اصلی، که شامل بهبود عناصر دیگر از پایان سال 2016 گزارش شده است، با تمرکز بر ترویج دستاوردهای علمی و تکنولوژیکی مرکز دانشگاه Tsinghua ارسال شده در "خرمالو، اسید استیک شیمیایی" مجله پیام که می گوید، تیم خود را یک «قدرت لیتیوم انتشار سریع و کبالت لیتیوم تکنولوژی بازیافت کوتاه "، یک باتری لیتیوم می تواند موثر فلزات گرانبها، مس، آلومینیوم بازیافت فلز بیش از 98٪، کبالت، لیتیوم بازیابی فلز بیش از 95٪ استخراج شده است.

علاوه بر این، یک روش یکپارچه تر، پیشنهاد، کیت "وضعیت دفع زباله های قدرت خودرو با استفاده از یک باتری لیتیوم-یون" بالا ارائه شده وجود دارد که در آن مقاله، ایده استفاده از روش های مختلف نقاط قوت است. روش پردازش مشترک به عنوان مثال، درمان مرطوب + آتش روش اسید + فلز رسوب APOS مسیر، که توسط لیچینگ اسید فلزات با ارزش فرآیند لیچینگ، اسید استفاده در درجه اول معمولی اسیدهای معدنی قوی (هیدروکلراید، H2SO4 و HNO3، و غیره) بهبود، اما یک اسید معدنی مانند تجهیزات بزرگ در برابر خوردگی ، بر روی بدن انسان است بزرگ، توصیه می شود برای استفاده از خواص معتدل تر از اسیدهای آلی (از جمله اسید مالیک، اسید اگزالیک و اسید اسکوربیک) در محل، به طوری که نه تنها سازگار با محیط زیست، بلکه بخشی از اسید آلی با خواص کاهش، می توانید سنتی "یک اسید معدنی جایگزین سیستم عامل کاهش دهنده.

5 خلاصه

قدرت لیتیوم نسبت بازیافت باتری در حال حاضر هنوز نسبتا کم است. در آخرین گزارش برای دیدن نسبت لیتیوم قدرت بازیافت باتری در کشور ما حدود 10 درصد از مقایسه صنعت باتری های اسید سرب، نسبت به بهبود چین از حدود 30٪، در حالی که ایالات متحده این تعداد بیش از 90 درصد است، می توان گفت که "اقتصاد مدور" تبدیل شده است، فضای بازار بزرگ وجود دارد.

با این حال، مستقیم بازیافت نیروی محرکه باتری های مورد استفاده، و یا اگر مواد بازیافتی هزینه باتری برای کل صنعت را کاهش می دهد به نقش مفید در هزینه بازیافت بازی، مواد قابل بازیافت می تواند جریان از باتری زباله بازیافتی صاف واقعا "خواهید مرا به انجام «گذار به« من »انجام شده تا در دانش است که داده ها کافی نیست، هیچ توانایی برای محاسبه این نقطه عطف خاص به نظر می رسد به چه قیمت، تنها می توان گفت که حقیقت چنین دلیل است.