Demontáž a obnova lítium-železofosfátovej batérie

Vyradená lítium-železofosfátová batéria, ktorá nemá hodnotu kaskádového využitia a batérie po kaskádovom využití konečne vstúpia do fázy demontáže a obnovy. Rozdiel medzi lítium-železofosfátovou batériou a batériou s trojitým materiálom je v tom, že neobsahuje ťažké kovy a regenerácia je hlavne Li, P a Fe. Pridaná hodnota zhodnotených produktov je nízka, preto je potrebné vyvinúť spôsob zhodnocovania s nízkymi nákladmi. Existujú hlavne dva spôsoby recyklácie: požiarna metóda a mokrá metóda.
Proces obnovy požiaru
Tradičná metóda obnovy požiaru vo všeobecnosti zahŕňa vysokoteplotné spaľovanie kúskov elektród, ktoré spaľuje uhlík a organickú hmotu v úlomkoch elektródy. Zvyšný popol, ktorý sa nedá spáliť, sa nakoniec preosieva, aby sa získali jemné práškové materiály obsahujúce kovy a oxidy kovov. Proces tejto metódy je jednoduchý, ale proces úpravy je dlhý a komplexná miera obnovy cenných kovov je nízka. Zlepšená technológia pyrometalurgického získavania zahŕňa odstránenie organických spojív prostredníctvom kalcinácie, oddelenie prášku fosforečnanu lítno-železitého od hliníkovej fólie, čím sa získa materiál fosforečnanu lítno-železitého. Potom sa pridá vhodné množstvo suroviny, aby sa získal požadovaný molárny pomer lítia, železa a fosforu, a pomocou vysokoteplotnej metódy v tuhom stave sa syntetizuje nový fosforečnan lítno-železnatý. Podľa odhadu nákladov môže zlepšená pyrometalurgická suchá recyklácia odpadových lítium-železnatých fosfátových batérií dosiahnuť ziskovosť, ale novo pripravený lítium-železnatý fosfát pomocou tohto recyklačného procesu má veľa nečistôt a nestabilný výkon.
Mokrý proces obnovy
Mokrá regenerácia spočíva hlavne v rozpustení kovových iónov v lítium-železitej fosfátovej batérii pomocou roztokov kyselín a zásad a ďalšej extrakcii rozpustených kovových iónov vo forme oxidov, solí atď. zrážaním, adsorpciou atď. Reakčný proces väčšinou využíva H2SO4 , NaOH, H2O2 a ďalšie činidlá. Mokrý proces regenerácie je jednoduchý, s nízkymi požiadavkami na vybavenie a je vhodný na výrobu v priemyselnom meradle. Je to najviac študovaný vedcami a tiež hlavný prúd spracovania odpadových lítium-iónových batérií v Číne.
Mokrá regenerácia lítium-železofosfátovej batérie závisí hlavne od regenerácie kladnej elektródy. Pri použití mokrého procesu na získanie katódy fosforečnanu lítno-železitého je prvým krokom oddelenie zberača hliníkovej fólie od aktívnej látky katódy. Jednou z metód je použitie alkalického roztoku na rozpustenie a zber tekutiny, pričom účinná látka nereaguje s alkalickým roztokom a možno ju získať filtráciou. Druhým spôsobom je rozpustenie spojiva PVDF organickým rozpúšťadlom, aby sa oddelil katódový materiál fosforečnanu lítneho od hliníkovej fólie. Hliníková fólia sa znova použije a účinná látka sa môže ďalej upravovať. Organické rozpúšťadlo sa môže destilovať, aby sa dosiahla jeho recyklácia. V porovnaní s oboma spôsobmi je druhý spôsob ekologickejší a bezpečnejší. Jedným zo spôsobov, ako získať fosforečnan lítno-železitý z kladnej elektródy, je generovanie uhličitanu lítneho. Táto metóda recyklácie má nižšie náklady a používa ju väčšina podnikov na recykláciu fosforečnanu lítno-železitého, ale hlavná zložka fosforečnanu lítno-železitého, fosforečnan železitý (s obsahom 95 percent), sa nerecykluje, čo vedie k plytvaniu zdrojmi.
Ideálnou metódou mokrého zhodnocovania je premena odpadových materiálov katódy fosforečnanu železnatého na lítne soli a fosforečnan železitý, čím sa dosiahne úplná regenerácia prvkov Li, Fe a P. Na premenu fosforečnanu železnatého na lítne soli a fosforečnan železitý je potrebné oxid železnatý oxiduje na trojmocné železo a lítium sa vylúhuje kyslým alebo zásaditým lúhovaním. Niektorí vedci používajú oxidačnú kalcináciu na oddelenie hliníkových plechov a fosforečnanu lítno-železitého, ktoré sa potom vylúhujú a oddelia kyselinou sírovou, čím sa získa surový fosforečnan železitý. Roztok sa potom vyzráža do uhličitanu lítneho s použitím uhličitanu sodného na odstránenie nečistôt; Filtrát sa odparí a kryštalizuje, čím sa získa produkt bezvodého síranu sodného, ​​ktorý sa predáva ako vedľajší produkt; Surový fosforečnan železitý sa ďalej rafinuje, aby sa získal fosforečnan železitý pre batérie, ktorý sa môže použiť na prípravu materiálov fosforečnanu lítno-železitého. Tento proces prebieha už mnoho rokov