¿Cuál es el uso de reciclar baterías de litio?

Con la aplicación cada vez más generalizada de las baterías de iones de litio, la recuperación de metales valiosos en las baterías de iones de litio, la reducción de la contaminación ambiental y el alivio de la escasez de recursos son de gran importancia social y económica.

Las baterías de desecho contienen una gran cantidad de metales pesados y soluciones de electrolitos, como ácidos de desecho y refrescos. Si se desechan a voluntad, los metales pesados que exudan de las baterías de desecho causarán contaminación de ríos, lagos y mares, amenazando indirectamente la salud humana. Por lo tanto, el reciclaje y la eliminación de baterías usadas no solo se ocupa de las fuentes de contaminación, sino que también se da cuenta del reciclaje y la reutilización de los recursos.

En la actualidad, las pilas de energía son principalmente baterías de hidruro metálico de níquel y baterías de litio. Las baterías híbridas actualmente utilizan materiales de hidruro metálico de níquel. Sin embargo, debido a que algunas de las propiedades técnicas de las baterías de hidruro metálico de níquel ya están cerca del límite teórico, no se considera que sean la dirección de desarrollo futura. En términos relativos, las baterías de iones de litio han sido ampliamente reconocidas por su alto voltaje de funcionamiento, tamaño pequeño, sin efecto memoria, autodescarga pequeña y ciclo de vida largo. Las baterías de iones de litio de desecho generalmente contienen cobalto del 5% al 15%, litio del 2% al 7% y níquel del 0,5% al 2%, y su valor de reciclaje es relativamente alto. Las baterías de iones de litio también contienen sustancias tóxicas como el hexafluorofosfato de litio, que pueden causar una grave contaminación al medio ambiente y al ecosistema. Los metales pesados como el cobalto, el manganeso y el cobre también pueden ser dañinos para los humanos a través de la acumulación de cadenas biológicas. Con la aplicación cada vez más generalizada de las baterías de iones de litio, la recuperación de metales valiosos en las baterías de iones de litio, la reducción de la contaminación ambiental y el alivio de la escasez de recursos son de gran importancia social y económica.

1 Tecnología valiosa de recuperación de metales para baterías de iones de litio usadas

1.1 Tecnología seca

El método seco consiste en reducir el tostado de la batería de iones de litio para separar el cobalto del aluminio, la lixiviación y la separación del cobalto y el negro de acetileno.

Sony Corporation de Japón y Sumitomo Metal Mine Co., Ltd. cooperaron para estudiar la tecnología de recuperación de cobalto de baterías secundarias de iones de litio usadas. El proceso consistía en quemar las baterías primero, luego filtrar el hierro y el cobre, y luego calentar el polvo residual y disolverlo en ácido. El óxido de cobalto se puede proponer con extracción con solvente orgánico [2] Y ...

Curl KyoungLee et al. [3] La batería de iones de litio residual se rompe primero y luego se calienta para convertir el material combustible en gas, dejando LiCoO2. En el baño de temperatura constante, se agregan ácido nítrico y peróxido de hidrógeno para disolver el LiCoO2, haciendo que la tasa de lixiviación de Co y Li alcance el 85%.

El proceso seco es relativamente simple, pero el consumo de energía es alto y es probable que la combustión de la solución de electrolito y otros componentes del electrodo provoquen contaminación atmosférica.

1.2 Tecnología húmeda

El método húmedo consiste en usar una solución de ácido inorgánico para lixiviar cada componente valioso en la batería de desecho y luego reciclarlo de cierta manera.

La lixiviación de baterías secundarias de iones de litio con ácido clorhídrico a 80 ° C tiene tasas de lixiviación superiores al 99% para Co y Li, seguida de extracción de Co con PC-288A (2-etilhexofosfato-mono-2-etilhexil éter), el cobalto fue recuperado en forma de sulfato de cobalto después de la extracción inversa. Luego agregue una solución de carbonato de sodio para formar un precipitado de carbonato de litio, la tasa de recuperación es cercana al 80%.

Kudo Misthiko, etc. [5] Lixiviación de desechos positivos de baterías de iones de litio con ácido, adición de metal anfótero a la solución de lixiviación, elaboración de Co2 + Co y luego eliminación del metal anfótero para obtener metal Co.

Wangxiaofeng 6] El material del electrodo se disuelve primero en ácido clorhídrico diluido, luego se ajusta el pH = 4, el hidróxido de aluminio se precipita selectivamente y luego el pH se ajusta a aproximadamente 10, de modo que el cobalto y el níquel forman complejos de amoníaco, y luego O2 a Co2 +, oxidación de Ni2 +. La solución se pasa a través de la resina de intercambio iónico, y el Co y el Ni se precipitan con oxalato.

Wufang [7] Se usa material de batería disuelto en álcali para eliminar aproximadamente el 90% del aluminio por adelantado, y luego se usa el sistema H2SO4 + H2O2 para lixiviar la escoria del filtro. El filtro lixiviado contiene impurezas como Fe2 +, Ca2 + y Mn2 +. La mezcla de cobalto y litio se extrajo con disolvente P204 y luego se separaron cobalto y litio con extracción con disolvente P507. El sulfato de cobalto se obtuvo después de la extracción inversa y el carbonato de litio se recuperó por precipitación. La tasa de recuperación primaria de litio fue del 76,5%.

El consumo de energía del proceso húmedo también es grande y el flujo del proceso es largo, los requisitos del equipo son altos, el costo es alto y la tasa de recuperación de recursos es baja.

1.3 Pantalla de iones para baterías de iones de litio

En 2003, la Universidad de Tecnología de Wuhan inventó un nuevo método para la separación y recuperación de litio de baterías de iones de litio de desecho utilizando tamices de iones lambd-Mn O2, y ese año se le otorgó una patente de invención. Los pasos son: desintegrar la batería y quitar la carcasa, remojar el núcleo de la batería en ácido clorhídrico para disolverlo por completo; PH & GT del sistema de regulación; 10, después de la filtración para obtener un líquido que contiene iones de litio; El ión litio adsorbido en el tamiz de iones se adsorbió selectivamente y se separó mediante el tamiz de iones fosfati-Mn O2. Luego, el ión litio adsorbido en el tamiz de iones se eluyó con ácido clorhídrico, el cloruro de litio se obtuvo por elución por evaporación y se añadió Na2CO3 al eluyente. Después de calentar y concentrar, se obtuvo la precipitación de carbonato de litio [7] Y ...

1.4 Proceso de lixiviación biológica

El llamado proceso de lixiviación microbiana es el uso de microorganismos para convertir componentes útiles del sistema en compuestos solubles y disolverlos selectivamente para obtener soluciones que contienen metales, lograr la separación de los componentes objetivo de los componentes de impurezas y, finalmente, recuperar metales útiles [8 ] Y ...

En comparación con la tecnología tradicional de reciclaje de baterías, la biolixiviación tiene las ventajas de una menor inversión en infraestructura, menores costos operativos y menos contaminación del medio ambiente. Sin embargo, este es un tema relativamente nuevo y hay muchos problemas que deben resolverse, como la selección y cultivo de cepas, el control de las condiciones de lixiviación y el mecanismo biológico de lixiviación de los metales.

1.5 Otras tecnologías renovables

El electrodo LiCoO2 se puede reducir a Co2 + mediante tecnología de reducción electroquímica, mientras que el litio se libera de la estructura sólida del LiCoO2, lo que evita la introducción de otras sustancias químicas y complica el proceso de procesamiento posterior [9] Y ...

D. -S. Kim et al. [10] Según el mecanismo de "disolución-precipitación", se llevó a cabo la exploración de reparación y separación de LiCoO2, y el material de LiCoO2 fue reparado y separado al mismo tiempo, y el método fue simple.

2 Contramedidas y sugerencias para reciclar baterías de litio de desecho

2.1 Comience con los productores de baterías para clasificar y reciclar

Los productores de baterías deben marcar las baterías que contienen desechos peligrosos para indicar el tipo y contenido de sustancias peligrosas con fines de reciclaje, mientras que los productores deben mejorar continuamente el proceso de producción de baterías y reducir el contenido de componentes nocivos como metales pesados en las baterías.

2.2 Mayor promoción para promover la protección y la conciencia ambiental

En la actualidad, el conocimiento de la gente sobre la contaminación de las baterías de desecho no es suficiente, y aún no se han formado la conciencia de la protección ambiental de la recolección de baterías de desecho. Aunque el reciclaje de baterías usadas ha atraído la atención de los departamentos pertinentes en los últimos años, designaron unidades designadas para el reciclaje, pero con poco efecto. Por lo tanto, debería

Gran publicidad para aumentar la conciencia de la gente sobre la importancia del reciclaje de baterías de desecho, los grupos y organizaciones relevantes también deben llevar a cabo las actividades prácticas correspondientes para cultivar el sentido de responsabilidad social de las personas para proteger el medio ambiente y formar una buena atmósfera de protección ambiental en toda la sociedad.

2.3 Mejora de las leyes y reglamentos y establecimiento de un sistema de gestión sólido

Con el fin de lograr productos de baterías con bajo contenido de mercurio y sin mercurio, China ha desarrollado una norma de "batería seca sin mercurio" para las políticas de gestión de baterías, y los ministerios pertinentes han publicado un "Reglamento sobre la limitación del contenido de mercurio en las baterías". Estas regulaciones juegan un papel en el control de la contaminación ambiental de las baterías usadas en la fuente. Los departamentos pertinentes del gobierno también deben formular medidas administrativas y reglas de implementación específicas y factibles que cumplan con las condiciones nacionales de China. A través de la legislación, los productores y vendedores deben reciclar los desechos de sus productos. Al mismo tiempo, se establece un sistema de reciclaje de sonido lo antes posible para crear varias condiciones convenientes para el reciclaje de baterías usadas.

2.4 Investigación y desarrollo técnicos mejorados

Necesitamos aumentar la investigación sobre la aplicación de tecnología de reciclaje para baterías usadas y desarrollar nuevas tecnologías que tengan una baja inversión, poca contaminación y alta eficiencia en el tratamiento. Al mismo tiempo, controle el contenido de componentes dañinos de la fuente de producción de la batería, acelere el desarrollo de baterías recargables ecológicas y reduzca la cantidad de desperdicio de batería.

En el futuro, la tecnología de recursos de las baterías de iones de litio de desecho será más completa y madura. Debemos fortalecer la gestión ambiental de las baterías de desecho, para que la tecnología de tratamiento se desarrolle en la dirección de bajo costo y sin contaminación secundaria. Al mismo tiempo, desarrollaremos nuevos tipos de baterías ecológicas y respetuosas con el medio ambiente, de modo que la producción y el reciclaje puedan formar un círculo virtuoso, que sea verdaderamente beneficioso para las personas, inofensivo para las personas e inofensivo para la naturaleza.

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