بازیافت باتریهای لیتیومی به فرآیند تصفیه باتریهای لیتیومی اطلاق میشود که پس از استفاده طولانی مدت به پایان عمر خود رسیدهاند، زمانی که عملکرد ذاتی آنها به حدی کاهش یافته است که برای هدف اصلی خود غیرقابل استفاده هستند. این شامل یک سری از فرآیندهای استفاده فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و آبشاری برای استخراج سیستماتیک و کارآمد و متمایز کردن مواد با ارزش موجود در آنها، و در نتیجه بازیابی ارزش کاربردی آنها است.
انواع فن آوری های بازیافت باتری لیتیومی
از دیدگاهی گسترده، فناوری بازیافت باتری لیتیومی در درجه اول به دو نوع طبقه بندی می شود:پردازش مجددوثانویهاستفاده
بازیافت احیا کنندهفناوری شامل پیش-پردازش باتریهای لیتیومی مصرفشده برای تخلیه کامل آنها، و به دنبال آن روشهای فیزیکی (خشک)، شیمیایی یا بیولوژیکی برای جداسازی فلزات ارزشمند مانند نیکل، کبالت، لیتیوم و منگنز-به همراه سایر مواد قابل بازیافت از ساختار باتری-به ترکیبات فلزی یا مواد خام جدید برای لیتیوم است.
بازیافت استفاده سلسله مراتبیفناوری شامل جداسازی، بازرسی، مرتبسازی و پیکربندی مجدد سلولها یا بستههای باتری از باتریهای لیتیومی به بستههای باتری جدید و سالم است. اینها سپس به صورت ساختاری در زمینه های کاربردی مختلف مورد استفاده مجدد قرار می گیرند. این رویکرد اساسا امکان استفاده ساختاریافته، لایه ای و کارآمد از باتری های لیتیومی را فراهم می کند.
جریان فرآیند بازیافت باتری لیتیومی
فناوری بازیافت فیزیکی: فرآیندی که مواد با ارزش را از اجزای داخلی-باطریهای انرژی پایان عمر-مثل مواد فعال الکترود، کلکتورهای جریان و محفظههای باتری{3}}از طریق یک سری مراحل از جمله خرد کردن، غربال کردن، جداسازی مغناطیسی، آسیاب ریز و مرتبسازی استخراج میکند. سپس این مواد بازیافتی برای بازیافت بیشتر پردازش می شوند. تکنیک اصلی شامل بازسازی مواد پس از خرد کردن و غربالگری است که یک فرآیند فیزیکی نسبتاً خالص را تشکیل می دهد.
فناوری بازیافت مرطوب: پس از برچیدن و{0}}پیش پردازش باتریهای ضایعاتی، آنها در محلولهای اسیدی یا قلیایی حل میشوند تا عناصر فلزی با ارزش استخراج شوند. سپس فلزات با ارزش باقیمانده از طریق روشهای تبادل یونی و رسوب الکتریکی بازیابی میشوند. فرآیند اصلی شامل شستشو و استخراج پودر الکترود با استفاده از معرف های شیمیایی است.
فناوری بازیافت پیرومتالورژیکی: بدنه باتری جدا می شود و هسته باتری با کک و سنگ آهک مخلوط می شود. پس از برشته کردن احیا، آلیاژ کربن حاوی لیتیوم فلزی، کبالت، نیکل، آلومینیوم و سایر عناصر به دست می آید. فلوئور و فسفر حاصل از الکترولیت در سرباره جامد می شود که می تواند به عنوان افزودنی برای مصالح ساختمانی یا بتن استفاده شود. پردازش بیشتر به دنبال انجام می شود و کل فرآیند در دماهای بالا تکمیل می شود. فرآیند پیرومتالورژیکی هسته شامل-تیرولیز در دمای بالا برای به دست آوردن اکسیدهای فلزی است.
مقایسه سه روش بازیافت:
روش های بازیافت مرطوب بالاترین کارایی و تکنولوژی بالغ را ارائه می دهند.
① بازیافت فیزیکی دارای یک فرآیند ساده است که نیازی به مواد شیمیایی اضافی ندارد و آن را به دوستدار محیط زیست ترین گزینه تبدیل می کند، اما با راندمان بازیابی کم.
② بازیافت مرطوب نرخ بازیابی بالاتری را برای فلزات با ارزش به دست می آورد، نیاز به تجهیزات پایینی دارد و از فناوری بالغ استفاده می کند. با این حال، این فرآیند پیچیده است، نیاز به روشهای مرطوب تخصصی برای انواع مختلف باتری دارد، هزینههای بالاتری را متحمل میشود و در صورت استفاده نادرست ممکن است باعث آلودگی محیط زیست شود.
③ بازیابی پیرومتالورژیکی نسبتاً ساده با سازگاری بالا است و برای پردازش-در مقیاس بزرگ باتریهای لیتیومی ضایعاتی مناسب است. با این حال، نیاز به مصرف انرژی بالایی دارد، به تجهیزات پیچیده نیاز دارد و چالش های زیست محیطی قابل توجهی را به همراه دارد.
بازیابی هیدرومتالورژیکی فرآیند اصلی است. بازیافت طلای هیدرومتالورژی به دلیل مصرف کم انرژی، نرخ بازیابی بالا، خلوص محصول بالا و نیازهای کم تجهیزات به طور گسترده ای شناخته شده است. مراحل اولیه استخراج طلای مرطوب{2}}برای باتری های ضایعاتی شامل پیش تصفیه، پیش پردازش، شستشوی اسیدی/قلیایی، تصفیه شیرابه، جداسازی/استخراج، و رسوب عنصری است. هسته بازیافت{4}تر فرآیند مرطوب در مرحله شستشوی فلزات قرار دارد، جایی که اسیدهای معدنی یا آلی برای بازیابی فلزات به عنوان یون در محلولهای اسیدی استفاده میشوند.
