ข่าวอุตสาหกรรม

การรื้อและการรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต

2021-10-14

ในแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่เลิกใช้แล้ว แบตเตอรี่ที่ไม่มีมูลค่าการใช้งานขั้นบันไดและแบตเตอรี่หลังการใช้งานขั้นบันไดจะถูกแยกชิ้นส่วนและรีไซเคิลในที่สุด ความแตกต่างระหว่างแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตและแบตเตอรี่วัสดุแบบไตรภาคคือไม่มีโลหะหนัก และการกู้คืนส่วนใหญ่เป็น Li, P และ Fe มูลค่าเพิ่มของผลิตภัณฑ์การกู้คืนต่ำ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพัฒนาเส้นทางการกู้คืนที่มีต้นทุนต่ำ การกู้คืนมีสองวิธีหลัก: วิธีไฟและวิธีเปียก

กระบวนการฟื้นฟูอัคคีภัย

วิธีการกู้คืนไฟแบบดั้งเดิมคือการเผาอิเล็กโทรดที่อุณหภูมิสูง โดยเผาผลาญคาร์บอนและอินทรียวัตถุในชิ้นส่วนอิเล็กโทรด เถ้าที่เหลือซึ่งไม่สามารถเผาได้จะถูกคัดแยกในที่สุดเพื่อผลิตวัสดุที่เป็นผงละเอียดซึ่งประกอบด้วยโลหะและออกไซด์ของโลหะ กระบวนการนี้ง่าย แต่กระบวนการบำบัดนั้นใช้เวลานาน และการนำโลหะมีค่ากลับมาใช้ใหม่อย่างครอบคลุมนั้นต่ำ เทคโนโลยีการกู้คืนไฟที่ได้รับการปรับปรุงคือการขจัดสารยึดเกาะอินทรีย์โดยการเผา แยกผงลิเธียมเหล็กฟอสเฟตออกจากแผ่นอลูมิเนียมฟอยล์เพื่อให้ได้วัสดุลิเธียมเหล็กฟอสเฟต จากนั้นเพิ่มวัตถุดิบที่เหมาะสมเพื่อให้ได้อัตราส่วนโมลที่ต้องการของลิเธียม เหล็ก และฟอสฟอรัส และ สังเคราะห์ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตใหม่โดยวิธีโซลิดเฟสอุณหภูมิสูง ตามการคำนวณต้นทุน แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเสียสามารถรีไซเคิลได้โดยวิธีการดับเพลิงและแห้งที่ได้รับการปรับปรุง แต่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตใหม่ที่เตรียมโดยกระบวนการกู้คืนนี้มีสิ่งเจือปนมากมายและประสิทธิภาพที่ไม่เสถียร

กระบวนการฟื้นฟูแบบเปียก

การกู้คืนแบบเปียกส่วนใหญ่จะผ่านสารละลายกรดและด่างเพื่อละลายไอออนของโลหะในแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต ใช้การตกตะกอน การดูดซับ และวิธีการอื่น ๆ เพื่อแยกไอออนของโลหะที่ละลายในรูปของออกไซด์ เกลือ และรูปแบบอื่น ๆ ส่วนใหญ่ของกระบวนการทำปฏิกิริยาโดยใช้ H2SO4, NaOH, H2O2 และรีเอเจนต์อื่นๆ กระบวนการกู้คืนแบบเปียกนั้นง่าย ความต้องการอุปกรณ์ไม่สูง เหมาะสำหรับการผลิตในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ มีการศึกษามากที่สุดโดยนักวิชาการ ยังเป็นเส้นทางการบำบัดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกระแสหลักในประเทศจีน

การกู้คืนแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตส่วนใหญ่เป็นอิเล็กโทรดบวก เมื่อทำการกู้คืนอิเล็กโทรดบวกของลิเธียมเหล็กฟอสเฟตโดยกระบวนการเปียก ควรแยกตัวสะสมฟอยล์อลูมิเนียมออกจากสารออกฤทธิ์ของอิเล็กโทรดบวกก่อน วิธีหนึ่งคือการใช้สารละลายด่างเพื่อละลายคอลเลกชั่นของเหลว โดยสารออกฤทธิ์จะไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำด่าง สามารถกรองเพื่อให้ได้สารออกฤทธิ์ได้ วิธีที่สองคือการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์เพื่อละลายสารยึดเกาะ PVDF เพื่อให้วัสดุแอโนดลิเธียมเหล็กฟอสเฟตและอลูมิเนียมฟอยล์แยกออกจากกัน การใช้อลูมิเนียมฟอยล์ซ้ำ สารออกฤทธิ์สามารถบำบัดได้ในภายหลัง ตัวทำละลายอินทรีย์สามารถบำบัดได้โดยการกลั่น เพื่อให้เกิดการรีไซเคิล เมื่อเทียบกับทั้งสองวิธี วิธีที่สองมีความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า การฟื้นตัวของลิเธียมเหล็กฟอสเฟตในอิเล็กโทรดบวกคือการก่อตัวของลิเธียมคาร์บอเนต วิธีการกู้คืนนี้มีต้นทุนต่ำและเป็นที่ยอมรับโดยองค์กรรีไซเคิลลิเธียมเหล็กฟอสเฟตส่วนใหญ่ แต่ส่วนประกอบหลักของลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเหล็กฟอสเฟต (95%) ไม่ได้ถูกรีไซเคิลส่งผลให้สิ้นเปลืองทรัพยากร

วิธีนำกลับมาใช้ใหม่แบบเปียกที่เหมาะสมที่สุดคือการแปลงวัสดุแคโทดลิเธียมเฟอร์รัสฟอสเฟตที่เป็นของเสียให้เป็นเกลือลิเธียมและเหล็กฟอสเฟต เพื่อให้ Li, Fe และ P ฟื้นตัวได้  หากลิเธียมเฟอร์รัสฟอสเฟตต้องการกลายเป็นเกลือลิเธียมและเหล็กฟอสเฟต จำเป็นต้องออกซิไดซ์เหล็ก กับเหล็กไตรวาเลนท์ และใช้การชะล้างด้วยกรดหรือด่างเพื่อชะลิเทียม นักวิชาการบางคนแยกแผ่นอะลูมิเนียมและลิเธียมเหล็กฟอสเฟตโดยการเผาด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชั่น จากนั้นจึงได้เหล็กฟอสเฟตดิบโดยการชะและแยกกรดซัลฟิวริก โซเดียมคาร์บอเนตถูกใช้เพื่อตกตะกอนลิเธียมคาร์บอเนตในการกำจัดสารละลาย การตกผลึกการระเหยของตัวกรองเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์โซเดียมซัลเฟตปราศจากน้ำที่ขายเป็นผลพลอยได้ เหล็กฟอสเฟตดิบได้รับการขัดเกลาเพิ่มเติมเพื่อให้ได้เหล็กฟอสเฟตเกรดแบตเตอรี่ ซึ่งสามารถใช้ในการเตรียมวัสดุลิเธียมเหล็กฟอสเฟต เทคโนโลยีนี้ค่อนข้างเติบโตเต็มที่หลังจากการวิจัยหลายปี

We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy