22 Jahre Batterieanpassung
APR 01, 2022 Seitenansicht：190
Es besteht ein ständig wachsender Bedarf an Lithiumbatterien. Dies ist insbesondere auf den Aufstieg der elektrischen Transportindustrie zurückzuführen.
Aus diesem Grund rechnen wir damit, dass eine große Menge an Lithium-Ionen-Batterien in den Ruhestand gehen wird. Dies wird zu einem ernsthaften Entsorgungsproblem und erheblichen Umweltschäden und Energieeinsparungen führen.
Moderne kommerzielle Lithium-Ionen-Batterien bestehen aus Übergangsmetalloxiden oder -phosphaten, Aluminium, Kupfer, Graphit, organischen Elektrolyten, die schädliche Lithiumsalze enthalten, Polymerseparatoren und Hüllen. Ohne ordnungsgemäße Entsorgung stellen diese Chemikalien und Metalle eine große Bedrohung für die Umwelt dar.
Die Welt kämpft schon lange gegen die Umweltverschmutzung. Aus diesem Grund haben Lithium-Ionen-Batterien in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit erhalten.
Gleichzeitig besteht ein Streben nach Lithiumbatterien mit höherer Energiedichte, Sicherheit und Erschwinglichkeit. Daher entwickeln sich die verwendeten Materialien ständig weiter, was es immer schwieriger macht, sie zu recyceln.
?Sowohl technologische Innovatoren als auch Regierungen ergreifen Initiativen, um dauerhafte Lösungen zu finden. Nur niemand kann li-ionen-akkus recyceln.
In diesem Leitfaden werden wir mehr über die Recyclingfähigkeit dieser Batterien diskutieren. Wir möchten Ihnen mitteilen, was Sie tun können, wenn Sie leere Batterien auf Lithiumbasis haben.
Recycling von Lithium-Ionen-Batterien Aktuelle Fortschritte und Perspektiven
Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) sind heute die gängigsten Batterietypen. Sie werden häufig in Mobiltelefonen, Laptops, Kameras und vielen anderen Geräten verwendet. Sie haben die Welt der wiederaufladbaren Batterien aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften wie geringe Größe, hervorragende Kapazität, lange Lebensdauer, hohe Spannung und moderate Selbstentladung revolutioniert. Sie kamen vor etwa zwei Jahrzehnten auf den Markt, haben aber Nickel-Metallhydrid- und Nickel-Cadmium-Batterien hinterlassen.
Die weltweite Nachfrage nach LIB-Materialien steigt stetig. Daher wurde dem Recyclingprozess mehr Aufmerksamkeit geschenkt.
Das Recycling von LIBs ist schwieriger als Blei-Säure- oder andere Batterietechnologien. Dies liegt an den sich ständig weiterentwickelnden Technologien dieser Batterien. Die zu ihrer Herstellung verwendeten Materialien haben sich von Zeit zu Zeit geändert, da die Hersteller nach sichereren und stärkeren Batterien suchen.
Heutzutage haben die meisten LIBs Kobalt, Nickel und Lithium in der Kathodenschicht. Es wurden auch andere Materialien für die Kathode entdeckt. Dazu gehören LCO, LNO, LMO und NMC. Sie wurden kürzlich als bedeutende Materialien für die Zukunft dieser Batterien anerkannt.
Diese Materialien können wiedergewonnen werden, um neue Batterien herzustellen, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden. Aber das Recycling von LIBs ist nicht einfach. Damit verbunden sind viele Herausforderungen vor und während des Recyclingprozesses. Diese können als wirtschaftliche Determinanten bei der Einführung einiger Recyclingprozesse wirken.
Neuware unterliegt ständigen Preisschwankungen. Daher stellen viele die wirtschaftlichen Auswirkungen des Recyclings von Batterien in Frage.
Abgesehen davon ist der Prozess des Recyclings von LIBs recht komplex. Es erfordert vor allem kompakte und komplexe Geräte.
Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Methoden zum Recycling von LIBs entdeckt. Einige von ihnen sind billiger und erfolgreicher als andere.
Hier sind die heute gängigsten Methoden:
Hydrometallurgischer Prozess
Heutzutage verwenden die meisten Unternehmen die Hydrometallurgie, um LIBs zu recyceln. Dies ist einfach ein Prozess zur Wiederherstellung von LIBs nach der Vorbehandlung.
Abhängig von den physikalischen Eigenschaften der jeweiligen Batterie kann dieses Verfahren weltweit eingesetzt werden. Die Batteriegehäuse, Elektroden und Membranen, die die Elektrolyte tragen, werden aus Sicherheitsgründen separat behandelt. Dies gewährleistet auch eine große Rückgewinnungsrate von hydrometallurgischen oder pyrometallurgischen Prozessen.
Der gesamte Prozess umfasst normalerweise das Auslaugen und Reduzieren. Es wird normalerweise in Säurelaugung und den biologischen Prozess des Verfahrens unterteilt.
Zhanget al. (1998) verzeichneten eine 99%ige Rückgewinnung von Co und Li im Säurelaugungsprozess. Nanet al. (2005) verzeichneten eine 98%ige Wiederfindung von Cu. Die Hydrometallurgie unterscheidet sich stark von der Pyrometallurgie.
Pyrometallurgisches Verfahren
Ein weiteres modernes Verfahren ist die Pyrometallurgie. Es wird hauptsächlich im kommerziellen Wiederherstellungsprozess verwendet. Der üblicherweise verwendete Ansatz ähnelt dem Schmelzen von Erz. Molekulare LIBs werden in spezifische Zellen zerlegt und dann in den Heizofen gegeben.
Die Vorwärm-, Pyrolyse- und Schmelzprozesse werden nacheinander angewendet, um die Batterien zu reduzieren. Die Temperatur in der Vorheizzone wird auf 300 Grad Celsius gehalten, und die in der Pyrolytzone wird über 700 Grad Celsius gehalten.
Direktes physisches Recycling
Es gibt auch den direkten Wiederherstellungsprozess, um nützliche Komponenten von LIBs zu entfernen. Dieses Verfahren eliminiert den Einsatz von Chemikalien.
Die Batterien werden entladen und in Tausende von Zellen zerlegt. Die kleinen Zellen werden dann mit überkritischem CO2 behandelt. Die Elektrolyte werden im gleichen Prozess entnommen und aufbereitet.
Sowohl Temperatur als auch Druck, CO2 wird aus dem Elektrolyten entfernt, was die Regenerierung des Elektrolyten ermöglicht. Von hier aus werden die Zellen getrennt, aufgebrochen und sortiert. Zum Abschluss des Prozesses werden Kathodenmaterialien gesammelt und anderen Verwendungen zugeführt.
Recyclingprozess von Lithium-Ionen-Batterien
Die Rückgewinnung wertvoller kathodenaktiver Materialien, die in LIBs verwendet werden, folgt vier verschiedenen Methoden. Es gibt den mechanischen Prozess, die Pyrometallurgie, die Hydrometallurgie und das direkte physikalische Recycling. Ein Verfahren kann allein oder in Kombination mit einem anderen verwendet werden. Beispielsweise kann die Pyrometallurgie einen Hydrometallurgieprozess erfordern, um wertvolle Elemente wie Kobalt und Nickel zurückzugewinnen.
Die Hydrometallurgie gilt als die einzigartigste und effektivste Methode. Es ist umweltfreundlich mit niedrigem Energieverbrauch, effektiver Reaktion, Wiederverwendung einiger Auslaugungschemikalien, geringer Gasemission und hoher Metallrückgewinnungskonzentration.
Hier sind die allgemeinen Schritte, die verwendet werden:
Vorbehandlungen
Dieser Prozess wird verwendet, um die Elektrolytmaterialien von den Batterien zu trennen. Dann folgt der hydrometallurgische Prozess.
Entladen
Dieser Prozess ist entscheidend, da er die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen und Selbstentzündung verringert. Es ist daher wichtig, sie vollständig zu entladen.
Mechanische Trennung
Nachdem die Batterie vollständig zerlegt ist, wird sie manuell zerlegt, wobei Kathode, Anode, Separator, Stahl und Kunststoff getrennt werden. Aufgrund der Komplexität dieses Prozesses können Brechen, Sieben und Magnetabscheidung wirtschaftlicher sein.
Auflösung
Dies ist die Trennung von kathodenaktiven Materialien von der AI-Folie.
Ultra-Waschen
Dies ist die Explosion kleiner Blasen, die die kathodenaktiven Materialien zurückgewinnen.
Wärmebehandlung
Dieses Verfahren wird verwendet, um PVDF-Polymere und Ruß aus dem Kathodenmaterial zu entfernen.
Gefahren bei der Entsorgung von lithium-ionen-akkus
Lithiumbatterien enthalten chemische Bestandteile, die eine Gefahr für die Umwelt darstellen. Sie gelten als gefährlich und werden auch auf Reisen mit ähnlichen Gegenständen verpackt. Und deshalb ist eine fachgerechte Entsorgung und Wiederverwertung erforderlich.
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