La urgencia del reciclaje de baterías eléctricas y la tecnología madura actual

En 2018, la producción de vehículos de nuevas energías de China superará el millón, y en 2020 superará los 2 millones, con un stock de más de 5 millones. 2015 es el primer año de la promoción y aplicación de nuevas energías en China. En 2018, el retiro a gran escala de las baterías eléctricas comenzará pronto y entrará en un brote en 2019.

Este artículo presenta tres aspectos del conocimiento: primero, la gravedad de la batería de energía a la contaminación ambiental; en segundo lugar, la economía del reciclaje de baterías eléctricas; tercero, la principal tecnología de reciclaje de baterías eléctricas y recomendaciones para el reciclaje de baterías eléctricas.

Primero, la seriedad de la batería de energía a la contaminación ambiental.

Después del desmantelamiento a gran escala de las baterías de energía de iones de litio, como residuo, debe tener efectos adversos sobre el medio ambiente y provocar cierta contaminación ambiental. Aunque las baterías eléctricas de iones de litio no contienen metales pesados como mercurio, cadmio, plomo, etc., y son relativamente respetuosas con el medio ambiente en comparación con las baterías de plomo-ácido, los iones metálicos de las baterías eléctricas de iones de litio, el polvo de carbono de los electrodos negativos, fuerte Los álcalis y los iones de metales pesados en el electrolito pueden causar una fuerte contaminación ambiental, incluido el aumento del pH del suelo. Los metales y electrolitos en las subcélulas de litio-litio, como el cobalto, pueden causar síntomas como trastornos intestinales, sordera e isquemia miocárdica. En la actualidad, la capacidad de reciclaje de baterías de China es limitada y la mayoría de las baterías usadas no se desechan de manera efectiva. En la actualidad, los principales métodos de eliminación de las baterías usadas son la solidificación y el entierro profundo, y el almacenamiento en minas de desechos. Si la escala es demasiado grande, dará el entorno natural. Y amenazas potenciales para la salud humana.

En una palabra, si las baterías de iones de litio se retiran a gran escala, las personas deben prestarles mucha atención y deben tomarlas en serio y manejarlas con seguridad.

En segundo lugar, el consumo de energía de la recuperación de metales no ferrosos y el proceso de refinación de metales primarios es mucho menor.

Según los datos, el contenido medio de litio en la batería ternaria es 1,9%, níquel 12,1%, cobalto 2,3%; además, cobre, aluminio y otras proporciones también alcanzaron 13,3% y 12,7%. El cobalto tiene buena ductilidad y ferromagnetismo, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión y propiedades magnéticas. Es ampliamente utilizado en la industria aeroespacial, fabricación de maquinaria, eléctrica y electrónica, química, cerámica y otros campos industriales. En 2015, el mundo produjo 123.800 toneladas de mineral de cobalto y el Congo (oro) produjo 63.000 toneladas de mineral de cobalto, lo que representa más del 50%. China solo produjo 7.700 toneladas, lo que representa el 6,2%. Para China, el cobalto es un recurso escaso. Por lo tanto, es cada vez más económico reciclar y reutilizar el cobalto de las baterías usadas; el litio es el elemento principal en la energía de las baterías de litio, y los recursos de litio están ampliamente distribuidos en la naturaleza. Sin embargo, la industria del proceso de extracción de recursos de litio tiene mayores barreras.

A medida que se expande la demanda de unidades de vehículos de nueva energía, cada vez más empresas prestan atención al reciclaje de baterías de litio y al reciclaje de baterías a través de baterías para producir baterías con ahorros de energía que van del 70% al 90%. El reciclaje de materias primas a través de baterías, la producción de baterías, tiene una ventaja absoluta en el ahorro de energía y la reducción de emisiones, y su nivel macroeconómico es evidente.

En tercer lugar, análisis del canal de reciclaje de baterías de energía

Una vez que la batería de potencia se retira del automóvil, el rendimiento de carga y descarga no puede satisfacer la demanda de energía del vehículo, pero la composición química dentro de la batería no ha cambiado y se puede aplicar a un lugar por debajo del requisito de energía eléctrica del automóvil, utilizando almacenamiento de energía o fuente de alimentación relacionada. Estaciones base y alumbrado público, carrocería eléctrica de baja velocidad, etc., y luego ingresan finalmente al sistema de reciclaje luego de ser eliminados. En resumen, se divide en dos procesos de ciclo:

1 uso de escalera:

La capacidad de la batería se reduce, de modo que la batería no puede hacer que el vehículo eléctrico funcione con normalidad, y aún se puede utilizar de otras formas, por ejemplo, para el almacenamiento de energía. (Nota: la batería en sí no se ha desechado)

2 desmantelamiento y reciclaje:

La batería ya no se puede utilizar porque la capacidad de la batería está gravemente agotada. Solo se recicla la batería y se recuperan los recursos renovables con un valor valioso.

El gobierno chino ha adoptado explícitamente un sistema de extensión de la responsabilidad del productor. Sin embargo, aún no se ha comprendido la implementación de este sistema. El canal de reciclaje aún no se ha establecido, que es un tema clave que se necesita con urgencia para ser resuelto.

Actualmente hay canales:

1 pequeño taller de reciclaje

La ubicación es amplia y el costo de reciclaje es bajo. Sin embargo, estos pequeños talleres no cuentan con salvaguardas técnicas y son propensos a riesgos de seguridad.

2 Empresa de reciclaje profesional

Con tecnología y equipos avanzados, tecnología estandarizada y una solidez integral, es una empresa principal para el reciclaje de baterías de energía. Pero, ¿cómo se asegura de que estos negocios sean rentables? El mercado aún no ha crecido, cómo implementar políticas gubernamentales, etc., pero más investigación.

3 Asociación de Reciclaje de Materiales de Desecho

La Waste Materials Reuse Association tiene un gran número de unidades miembros, una amplia gama de contactos y una red de reciclaje relativamente completa. Sin embargo, en la actualidad, estas organizaciones no han llevado a cabo el negocio de reciclaje de baterías eléctricas. ¿Cómo diseñar racionalmente el mercado de reciclaje de baterías eléctricas? ¿Cómo regularlo de forma estandarizada? Aún queda mucho trabajo por hacer.

En cuarto lugar, el reciclaje de la tecnología de baterías de iones de litio de desecho.

Según la clasificación del proceso de extracción diferente, la tecnología de reciclaje de las baterías de iones de litio se puede dividir en tres categorías:

(1) Tecnología de recuperación en seco

Incluye principalmente el método de clasificación mecánica y el método de pirólisis a alta temperatura (o método de metalurgia a alta temperatura), consulte la Tabla (1). El proceso de recuperación en seco es corto y la recuperación no es un objetivo, que es la etapa inicial de separación y recuperación de metales. Se refiere principalmente al método de recuperación directa de materiales o metales valiosos sin pasar por un medio como una solución, principalmente mediante clasificación física y pirólisis a alta temperatura, triturando la batería y clasificando la malla gruesa, o pirolizando para eliminar la materia orgánica para su posterior usar. Los elementos se reciclan.

(2) Tecnología de reciclaje húmedo

La tecnología de reciclaje húmedo es más complicada, como se muestra en la Tabla (2), pero la tasa de recuperación de cada metal valioso es relativamente alta. Actualmente es la principal tecnología para desechar baterías de níquel-hidrógeno y baterías de iones de litio usadas. La tecnología de recuperación húmeda utiliza varias soluciones ácido-alcalinas como medio de transferencia para transferir iones metálicos del material del electrodo a la solución de lixiviación, y luego intercambio iónico, precipitación, adsorción, etc., para eliminar los iones metálicos de la solución en forma. de sales, óxidos y similares.

(3) Tecnología de bioreciclaje:

En la actualidad, la investigación sobre la tecnología de bioreciclaje acaba de comenzar y es la dirección ideal para el desarrollo de la tecnología de reciclaje de baterías de iones de litio en el futuro. La tecnología de bioreciclaje se caracteriza por su bajo costo, baja contaminación y capacidad de reutilización. Utiliza principalmente lixiviación microbiana para convertir una parte útil del sistema en un compuesto soluble y disolverlo selectivamente para obtener una solución que contenga un metal efectivo, separando así la porción objetivo de la porción de impureza y finalmente recuperando un metal valioso como el litio.

El proceso de reciclaje completo generalmente se divide en cuatro partes: (1) parte de pretratamiento; (2) reparación del material del electrodo; (3) lixiviación de metales valiosos; (4) purificación química.

El primer paso: el proceso de pretratamiento, cuyo propósito es separar y recuperar inicialmente la parte valiosa de la vieja batería de iones de litio, y recolectar de manera eficiente y selectiva las partes de alto valor agregado del material del electrodo, para facilitar la posterior recuperación. proceso. El proceso de pretratamiento generalmente combina trituración, trituración, cribado y separación física.

El segundo paso: separación de materiales. El material de electrodo mixto del electrodo positivo y el electrodo negativo se obtiene por enriquecimiento en la etapa de pretratamiento. Para separar y recuperar metales valiosos como Co y Li, se requiere la extracción selectiva del material de electrodo mixto. El proceso de separación de material también se puede realizar según recuperación en seco, recuperación en húmedo y recuperación biológica.

El tercer paso: purificación química. El propósito es separar, purificar y recuperar varios metales de alto valor agregado en la solución obtenida por el proceso de lixiviación.

Resumen

1 Las baterías de iones de litio son más respetuosas con el medio ambiente que las baterías de plomo-ácido, pero también están contaminando el medio ambiente. Frente al desmantelamiento de baterías de energía a gran escala, las formas básicas de utilización son: primero, el uso de escaleras; en segundo lugar, el reciclaje de baterías de iones de litio usadas.

2 La tecnología de reciclaje de las baterías de iones de litio de desecho está madura, así que no se preocupe demasiado.

3 Desarrollo de vehículos de nueva energía, en primer lugar, la respuesta del gobierno chino a la creciente dependencia del aceite de vapor (chai) de las externalidades; en segundo lugar, las baterías de iones de litio son más respetuosas con el medio ambiente que las baterías de plomo-ácido; En tercer lugar, dado que la batería de iones de litio genera la cuestión de la protección del medio ambiente, tenemos tecnología madura con la que es posible tratar.

La página contiene el contenido de la traducción automática.