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Demontage und Recycling von Lithium-Eisenphosphat-Batterien

2021-10-14

Bei den ausgemusterten Lithium-Eisenphosphat-Batterien werden die Batterien, die nicht den Wert der schrittweisen Nutzung aufweisen, und die Batterien nach der schrittweisen Nutzung schließlich demontiert und recycelt. Der Unterschied zwischen einer Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie und einer Batterie aus ternärem Material besteht darin, dass sie keine Schwermetalle enthält und die Rückgewinnung hauptsächlich aus Li, P und Fe besteht. Der Mehrwert des Verwertungsprodukts ist gering, daher muss ein kostengünstiger Verwertungsweg entwickelt werden. Es gibt zwei Hauptmethoden zur Wiederherstellung: Feuermethode und Nassmethode.

Feuerwiederherstellungsprozess

Die traditionelle Feuerwiederherstellungsmethode besteht darin, die Elektroden bei hoher Temperatur zu verbrennen, wobei der Kohlenstoff und die organischen Stoffe in den Elektrodenfragmenten verbrannt werden. Die verbleibende Asche, die nicht verbrannt werden kann, wird schließlich gesiebt, um feine pulverförmige Materialien zu erzeugen, die Metalle und Metalloxide enthalten. Das Verfahren ist einfach, aber der Aufbereitungsprozess ist lang und die flächendeckende Rückgewinnung wertvoller Metalle gering. Die verbesserte Brandwiederherstellungstechnologie besteht darin, organisches Bindemittel durch Kalzinieren zu entfernen, Lithium-Eisenphosphat-Pulver von Aluminiumfolien zu trennen, um Lithium-Eisenphosphat-Material zu erhalten, und dann geeignete Rohstoffe hinzuzufügen, um das erforderliche Molverhältnis von Lithium, Eisen und Phosphor zu erhalten, und synthetisieren neues Lithiumeisenphosphat durch die Hochtemperatur-Festphasenmethode. Nach der Kostenberechnung kann die Lithium-Eisenphosphat-Altbatterie durch das verbesserte Feuer- und Trockenverfahren recycelt werden, aber das neue Lithiumeisenphosphat, das durch dieses Rückgewinnungsverfahren hergestellt wird, weist viele Verunreinigungen und eine instabile Leistung auf.

Nassrückgewinnungsprozess

Die Nassrückgewinnung erfolgt hauptsächlich durch Säure- und Alkalilösungen, um Metallionen in Lithium-Eisenphosphat-Batterien aufzulösen, weiter Fällung, Adsorption und andere Möglichkeiten zu verwenden, um die gelösten Metallionen in Form von Oxiden, Salzen und anderen Formen zu extrahieren, wobei der größte Teil des Reaktionsprozesses verwendet wird H2SO4, NaOH, H2O2 und andere Reagenzien. Der Nassrückgewinnungsprozess ist einfach, die Anforderungen an die Ausrüstung sind nicht hoch, geeignet für die industrielle Großproduktion, wird von Wissenschaftlern am meisten untersucht und ist auch der gängige Weg zur Behandlung von Lithium-Ionen-Batterien in China.

Die Rückgewinnung von Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien ist hauptsächlich positive Elektrode. Bei der Gewinnung der positiven Elektrode aus Lithium-Eisen-Phosphat durch Nassverfahren sollte zuerst der Aluminiumfolienkollektor von der aktiven Substanz der positiven Elektrode getrennt werden. Eine der Methoden besteht darin, eine Laugenlösung zu verwenden, um Flüssigkeitsansammlungen aufzulösen, und der Wirkstoff reagiert nicht mit der Lauge, kann gefiltert werden, um den Wirkstoff zu erhalten. Das zweite Verfahren besteht darin, organisches Lösungsmittel zu verwenden, um das Bindemittel PVDF aufzulösen, so dass Lithiumeisenphosphat-Anodenmaterial und Aluminiumfolie getrennt werden, Aluminiumfolie wiederverwendet, Wirkstoffe nachbehandelt werden können, organisches Lösungsmittel durch Destillation behandelt werden kann, um sein Recycling zu erreichen. Im Vergleich zu den beiden Methoden ist die zweite Methode umweltfreundlicher. Die Rückgewinnung von Lithiumeisenphosphat in der positiven Elektrode ist die Bildung von Lithiumcarbonat. Diese Rückgewinnungsmethode ist kostengünstig und wird von den meisten Lithium-Eisenphosphat-Recyclingunternehmen übernommen, aber der Hauptbestandteil von Lithiumeisenphosphat-Eisenphosphat (95%) wurde nicht recycelt, was zu einer Ressourcenverschwendung führt.

Die ideale Nassrückgewinnungsmethode besteht darin, Lithiumeisenphosphat-Abfallkathodenmaterial in Lithiumsalz und Eisenphosphat umzuwandeln, um die Rückgewinnung von Li, Fe und P zu realisieren. Wenn Lithiumeisenphosphat zu Lithiumsalz und Eisenphosphat werden möchte, ist es notwendig, Eisen(II) zu oxidieren zu dreiwertigem Eisen und verwenden Säure- oder Alkalilaugung, um Lithium auszulaugen. Einige Gelehrte trennten Aluminiumbleche und Lithiumeisenphosphat durch Oxidationskalzinierung und erhielten dann rohes Eisenphosphat durch Auslaugen und Trennen mit Schwefelsäure. Natriumcarbonat wurde verwendet, um Lithiumcarbonat bei der Lösungsentfernung auszufällen. Eindampfkristallisation des Filtrats, um wasserfreie Natriumsulfatprodukte zu erhalten, die als Nebenprodukte verkauft werden; Das Roheisenphosphat wird weiter raffiniert, um Eisenphosphat von Batteriequalität zu erhalten, das bei der Herstellung von Lithium-Eisenphosphat-Materialien verwendet werden kann. Die Technologie ist nach jahrelanger Forschung relativ ausgereift.