Verschmutzung der Lithium-Ionen-Batterieproduktion

Lithium-Ionen-Batterien gelten als das aktuelle Gesicht der technologischen Revolution und bieten robuste Stromversorgungslösungen, um die Industrie in erneuerbaren Energiequellen voranzutreiben. Die Zellen haben ein breites Anwendungsspektrum, das von elektronischen Geräten mit geringem Stromverbrauch bis zu Maschinen und Erfindungen mit großem Stromverbrauch reicht. Von Standard- und unkomplizierter Unterhaltungselektronik wie Smartphones und Laptops bis hin zu elektrisierenden Maschinen wie Elektroautos und Flugzeugen haben Lithium-Ionen-Batterien einen wesentlichen Einfluss auf die Gestaltung eines Stücks der Zukunft.

Unermessliche Forschungen von verschiedenen Fachleuten und Wissenschaftlern haben eine Plattform für die Verbesserung der Batterietechnologie geschaffen, wodurch sie sehr zuverlässig ist. Bald werden seine Anwendungen immens sein und dem Zweck dienen, der Menschheit bei der Unterstützung des Lebens selbst zu dienen. Die Technologie wirft jedoch immer noch einige Sicherheitsbedenken auf, während ihre Lebensdienste immer noch unzureichend und mit hohen Kosten verbunden sind.

Ist der lithium-ionen-akku umweltfreundlich?

Lithium wird aus der Erde gewonnen und erfordert im Gegensatz zu anderen Ressourcen keine zerstörerischen Prozesse. Die Methode zum Abbau von Lithium, beispielsweise durch Salzlake, unterirdische Teiche und Sonnenverdunstung, hat nur minimale und minimale Auswirkungen auf die natürliche Umwelt. Die Wissenschaftler hoffen jedoch, nach umfangreichen Forschungen die verbleibenden Auswirkungen zu beseitigen, wenn sie den Prozess weiter verbessern.

Die Verfahren zur Verarbeitung von Lithium-Ionen-Batterien sind viel umweltfreundlicher als bei vielen fossilen Brennstoffen, die als alternative Energiequellen verwendet werden. Aufgrund ihrer Effizienz halten die Zellen tendenziell länger als ihre Vorgänger und daher muss weniger recycelt werden. lithiumbatterien gelten daher als umweltfreundlich. Mit dem laufenden Entwicklungsfortschritt werden sie bald zur beliebtesten grünen Energiequelle.

Wie wird Lithium für Batterien hergestellt?

Seit einiger Zeit hängt die Lithiumproduktion von Mineralerzen wie Lepidolith, Petalit und Spodumen als Quellen ab. Die Gewinnung von Lithium aus solchen Erzen hat sich jedoch als ziemlich kostspielig erwiesen, verglichen mit der Gewinnung des Metallerzes aus Salzlösung, die Lithiumelemente enthält. Die Kosten für die Gewinnung von Lithiummetall aus bestimmten harten Gesteinen sind doppelt so hoch wie für die Herstellung aus normalen Solen.

Eine bessere Alternative wie Salarsole, bei der es sich um unterirdische Reserven handelt, die Konzentrationen an gelösten Lithiumsalzen enthalten, wird daher in Betracht gezogen. Salare können als Oberflächen getrockneter Seebetten aus solchen Metallen bezeichnet werden, die abgebaut werden können. Anfänglich wird Lithium aus Salzlake, Ton und Spodumen verarbeitet. Mit der Weiterentwicklung der Technologie entstehen jedoch auch neue und fortschrittliche Verarbeitungsmethoden.

Verarbeitung von Lithium aus Salzlake

Um Lithium aus Salzlösung zu extrahieren, müssen eine Reihe von Prozessen stattfinden. Erstens muss das Wasser mit hohen Salzkonzentrationen über einen längeren Zeitraum mit einer Reihe von Verdampfungsmethoden an die Oberfläche des Salars gepumpt werden. Die solare Verdunstung ist daher das am besten geeignete Verfahren, da Salarsole auf natürliche Weise in Höhenlagen mit relativ geringen Niederschlägen auftreten. Dies macht es zu einer idealen und kostengünstigen Methode zur Salzfällung.

Sobald das Lithiumchlorid in den Verdampfungsteichen optimale Konzentrationen erreicht hat, wird die vorgesehene Lösung in eine Industrieanlage gepumpt, in der Extraktions- und Filtrationsprozesse stattfinden. Diese Verfahren sollen die Lösung reinigen und somit alle vorhandenen Magnesium- oder Boreigenschaften beseitigen. Die resultierende gereinigte Lösung wird unter Verwendung von Soda behandelt, und dies fällt Lithiumcarbonat aus, das später filtriert, getrocknet und für den Transport vorbereitet wird.

Das Endprodukt Lithiumcarbonat wird als stabiles weißes Pulver angesehen, das eine Hauptverbindung bei der Verarbeitung von reinem Lithiummetall darstellt. Die nach der Behandlung verbleibenden überschüssigen Salzlösungen werden in den Salar zurückgepumpt, um weitere Extraktionsprozesse zu erleichtern.

Verarbeitung von Lithium aus Ton

Das Extrahieren von Lithium aus Ton erfordert eine Vielzahl von Techniken, aus denen je nach Art des angegebenen ausgewählten Rohmaterials ausgewählt werden kann. Ton hat jedoch seine Zuverlässigkeit in Bezug auf kostengünstige Extraktionsquellen für Lithium nicht bewiesen und wird daher nicht im kommerziellen Maßstab verwendet. Die Verfahren zur Extraktion von Lithium aus Ton umfassen Folgendes:

· Hydrothermale Behandlung

· Disaggregation

· Auslaugung von Sulfat-Röstwasser

· Auslaugen von alkalischem Röstwasser

· Chlorid-Röstwasserauswaschung

· Saures Backwasser auslaugen

· Auslaugung von Röstwasser mit mehreren Reagenzien

Verarbeitung von Lithium aus Spodumen

Die Extraktion beginnt mit einem als Dekrepitation bekannten Prozess, bei dem das Erz zerkleinert und in einem Drehrohrofen erhitzt wird, um die Kristallphase von Lithium von Alpha auf Beta zu ändern. Durch dieses Verfahren kann das im Metall verfügbare Lithium durch Natriummineral verdrängt werden. Das resultierende Konzentrat wird dann abgekühlt und später in Pulverform gemahlen, bevor es schließlich mit Schwefelsäure gemischt und erneut geröstet wird. Die konzentrierte Lösung wird dann durch ein fortschrittliches Filtersystem filtriert, was zu einer Ausfällung führt, die Calcium und Magnesium daraus entsorgt.

So sehr Spodumenablagerungen eine höhere Lithiumkonzentration als Salzlösung aufweisen können, ist der Extraktionsprozess aufgrund des enormen Energieverbrauchs tendenziell teurer. Die für die Gewinnung benötigten Materialien sind ebenfalls zahlreich und fortschrittlicher, was ebenfalls zum teuren Budget beiträgt. Dies sind einige der Gründe, warum die Verarbeitung von Lithium aus Spodumen im Vergleich zu Salzlösung zu einem viel geringeren Ertrag pro Jahr führt. Das Endprodukt wird mit Soda gemischt, wodurch Lithiumcarbonat kristallisiert, das als reiner Zustand erhitzt, filtriert und getrocknet wird.

Schlussfolgerung basierend auf den Prozessen

Aus der obigen Verarbeitung von Lithiumverfahren kann geschlossen werden, dass die Extraktion des Metalls aus Salzlösung kostengünstig sein kann, aber auch langsam ist. Dies liegt daran, dass die natürliche Sonnenverdampfung lange Zeiträume erfordert. Die Entfernung von Lithium aus Spodumen ist kostspielig, dient aber auch als schnellste Methode. Mit fortschreitender Technologie werden neue Techniken zur Verarbeitung von Lithiummetall wie die Geothermie- und Lösungsmittelextraktion erforscht. Diese Methoden sind jedoch zu unentschlossen, um im kommerziellen Maßstab angewendet zu werden.

Wie kann man die Produktionsprozesse von Lithium-Ionen-Batterien verbessern?

Die Einführung eines technologischen Wandels mit fortschrittlichen Roboter- und Engineering-Lösungen kann dazu beitragen, bessere Module und Designs für die Batterie herzustellen. Automatisierung und Digitalisierung können die Effizienz der Zellen weiter steigern und so neue Höhen in den Produktionsprozessen erreichen und gleichzeitig die anfallenden Kosten senken.

Abschließende Gedanken

Die Lithiumproduktion hat in der Technologiebranche einen revolutionären Wandel erfahren. Die Hersteller streben danach, Effizienz zu niedrigen Kosten zu erzielen und gleichzeitig umweltfreundlich zu werden. Dieser Fortschritt wird beweisen, dass Lithium-Ionen-Batterien auf der Karte der wirksamen Energielösungen für unsere glänzende Zukunft stehen.