Pembongkaran dan pemulihan bateri fosfat besi litium

Bateri litium besi fosfat bersara yang tidak mempunyai nilai penggunaan lata dan bateri selepas penggunaan lata akhirnya akan memasuki peringkat pembongkaran dan pemulihan. Perbezaan antara bateri litium besi fosfat dan bateri bahan ternary ialah ia tidak mengandungi logam berat, dan pemulihan terutamanya adalah Li, P dan Fe. Nilai tambah produk yang dipulihkan adalah rendah, jadi laluan pemulihan kos rendah perlu dibangunkan. Terdapat dua kaedah kitar semula: kaedah api dan kaedah basah.
Proses pemulihan kebakaran
Kaedah pemulihan kebakaran tradisional secara amnya melibatkan pembakaran kepingan elektrod suhu tinggi, yang membakar karbon dan bahan organik dalam serpihan elektrod. Baki abu yang tidak boleh dibakar akhirnya disaring untuk mendapatkan bahan serbuk halus yang mengandungi logam dan oksida logam. Proses kaedah ini adalah mudah, tetapi proses rawatan adalah panjang dan kadar pemulihan komprehensif logam berharga adalah rendah. Teknologi pemulihan pyrometallurgical yang dipertingkatkan melibatkan penyingkiran pengikat organik melalui pengkalsinan, mengasingkan serbuk litium besi fosfat daripada aluminium foil untuk mendapatkan bahan litium besi fosfat. Kemudian, jumlah bahan mentah yang sesuai ditambah untuk mendapatkan nisbah molar litium, besi, dan fosforus yang diperlukan, dan fosfat besi litium baru disintesis melalui kaedah keadaan pepejal suhu tinggi. Mengikut anggaran kos, kitar semula kering pyrometallurgical yang dipertingkatkan bagi bateri fosfat besi litium boleh mencapai keuntungan, tetapi fosfat besi litium yang baru disediakan menggunakan proses kitar semula ini mempunyai banyak kekotoran dan prestasi yang tidak stabil.
Proses pemulihan basah
Pemulihan basah adalah terutamanya untuk melarutkan ion logam dalam bateri fosfat besi litium melalui larutan asid dan alkali, dan seterusnya mengekstrak ion logam terlarut dalam bentuk oksida, garam, dan lain-lain melalui pemendakan, penjerapan, dll. Proses tindak balas kebanyakannya menggunakan H2SO4 , NaOH, H2O2 dan reagen lain. Proses pemulihan basah adalah mudah, dengan keperluan peralatan yang rendah, dan sesuai untuk pengeluaran skala industri. Ia adalah yang paling banyak dikaji oleh sarjana dan juga laluan rawatan arus perdana untuk sisa bateri litium-ion di China.
Pemulihan basah bateri litium besi fosfat bergantung terutamanya pada pemulihan elektrod positif. Apabila menggunakan proses basah untuk mendapatkan semula katod litium besi fosfat, langkah pertama ialah memisahkan pengumpul kerajang aluminium daripada bahan aktif katod. Satu kaedah ialah menggunakan larutan alkali untuk melarutkan dan mengumpul cecair, manakala bahan aktif tidak bertindak balas dengan larutan alkali dan boleh diperoleh melalui penapisan. Kaedah kedua ialah melarutkan pengikat PVDF dengan pelarut organik untuk memisahkan bahan katod besi fosfat litium daripada kerajang aluminium. Kerajang aluminium digunakan semula, dan bahan aktif boleh dirawat dengan lebih lanjut. Pelarut organik boleh disuling untuk mencapai kitar semula. Berbanding dengan dua kaedah, kaedah kedua lebih mesra alam dan selamat. Satu cara untuk memulihkan fosfat besi litium daripada elektrod positif ialah menghasilkan litium karbonat. Kaedah kitar semula ini mempunyai kos yang lebih rendah dan diterima pakai oleh kebanyakan perusahaan kitar semula besi litium fosfat, tetapi komponen utama fosfat besi litium, fosfat besi (dengan kandungan 95 peratus ), tidak dikitar semula, mengakibatkan sisa sumber.
Kaedah pemulihan basah yang ideal adalah untuk menukar bahan buangan litium ferus fosfat katod kepada garam litium dan fosfat besi, mencapai pemulihan unsur penuh Li, Fe, dan P. Untuk menukar fosfat ferus litium kepada garam litium dan fosfat besi, oksida ferus perlu teroksida kepada besi trivalen, dan litium dilarutkan oleh asid atau larut lesap alkali. Sesetengah sarjana menggunakan pengkalsinan pengoksidaan untuk memisahkan kepingan aluminium dan fosfat besi litium, yang kemudiannya dilarutkan dan dipisahkan oleh asid sulfurik untuk mendapatkan fosfat besi mentah. Larutan itu kemudiannya dimendakkan ke dalam litium karbonat menggunakan natrium karbonat untuk penyingkiran bendasing; Turasan disejat dan dihablurkan untuk mendapatkan produk natrium sulfat kontang, yang dijual sebagai hasil sampingan; Fosfat besi mentah diperhalusi lagi untuk mendapatkan fosfat besi gred bateri, yang boleh digunakan untuk penyediaan bahan fosfat besi litium. Proses ini telah berlangsung selama bertahun-tahun