锂离子电池回收的A到Z

本文提供了锂离子电池的临终评估,关注不断增长的花了锂离子电池的回收,以朝着可持续的和圆形电池使用和重用方法。

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锂离子电池(自由)继续受欢迎由于日益增长的需求的消费电子产品和电动汽车应用的普及和现场能源存储解决方案。

中使用的增加带来了严峻挑战自由生产所需原材料的供应。欧洲杯足球竞彩一些元素中使用的库,如锂、钴、和石墨是稀缺的,不是目前在大量开采,或开采的只有少数几个国家贸易政策可能会限制可用性和价格的影响。

的高效回收的数量不断增加,在库可以提供一个途径来降低环境影响的LIBs和可持续来源高价值的材料,可用于产生新的电池。欧洲杯足球竞彩

成功的商业化后30年前,库已成为便携式电子设备的首选电源和一个最有前途的解决方案在电动汽车储能和固定设备,如特斯拉的Powerwall。广泛使用在许多工业和国内应用结合预计全球对能源的需求存储解决方案,主要由电动汽车市场的发展,加速了需要一个高效的回收策略比以往更加迫切。这是特别重要的考虑一些原材料的稀缺性用于填词。欧洲杯足球竞彩

自由类型和材料组成

一个自由细胞包括阴极、阳极,还含有电解质的分离器,和健壮的住房。许多细胞,互联系列、并行、或两者的结合,通常是组装成电池模块所需的电压和容量。根据目标应用程序的要求,库可能不同的形状(圆柱或囊细胞组成的),尺寸,容量和配置。然而,最被广泛接受的分类是基于阴极材料的自由类型。

第一个商业LIBs利用锂钴氧化物(LiCoO₂)作为阴极材料,石墨阳极和导电聚合物电解质。而石墨仍然是占主导地位的阳极材料、阴极组成经历了重大的改变。的LiCoO₂相对简单的生产和结果在一个稳定的电池的放电容量。

然而,相对较高的成本和环境和安全问题有限公司和李采矿导致替代阴极材料的商业化。欧洲杯足球竞彩目前使用最广泛的包括混合氧化物阴极材料,镍、有限公司锰和铝或磷酸亚铁锂(LiFeP欧洲杯足球竞彩O₄)。这些元素被归类为关键原材料和强调了需要重新引入临终电池和组件回经济周期和减少对主要原材料的需求。欧洲杯足球竞彩

全球产量的增加LIBs构成环境挑战

主自由生产设施位于中国、日本、韩国、和美国。这三个亚洲国家的主要生产商LIB-specific组件(如电极,分隔符、电解质、制造供应超过80%的全球自由。

因为电子垃圾环保法规和临终库,尤其是尚未完全开发或实施在大多数国家,大多数的这些电池目前在垃圾填埋场,一小部分的花了LIBs发送到现有的回收设施。目前,收集和回收电子垃圾的一部分在欧洲是42.5%,11.4%在亚洲,9.4%在美国。

此外,各种自由尺寸,配置,和细胞化学反应构成了重大挑战目前的回收方法,并不是所有的过程都是在经济上可行的回收的电池类型。

鼓励自由循环

更加积极主动的规定,增加供给的电池,在回收技术和创新,临终电池可以供应的一个重要部分所需的材料所制造的新库。欧洲杯足球竞彩新近发展起来的法规,如欧盟电池2030 +的路线图,旨在定义电池制造商的责任,用户和回收。

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电池制造商将被要求为他们的产品提供耐用性和性能数据,负责电池材料的出处。欧洲杯足球竞彩这些即将到来的监管将有效地建立“电池护照”,这将允许用户识别电池类型和成分和知道的材料从哪里来,和他们的环境影响,以便重用和回收的LIBs可以监控。欧洲杯足球竞彩新规则也大纲目标效率和材料回收率为不同的回收过程。

自由的经济循环

回收的经济主要依赖于自由化学,市场上原材料价格,和处理成本,预计减少回收的扩张能力。自由的多样性和复杂性化学在一定程度上阻碍的努力建立一个流线型的回收过程适合所有类型的填词。

例如,需求更高的能量密度在电动汽车电池电池发展变化对用阴极镍含量更高,而渴望降低电池成本有利于低附加值磷酸亚铁锂阴极。这种多样性影响的价值可以从临终填词。最大的价值可以从阴极中提取钴含量高。这种电池通常用于消费电子和占减少花填词的一部分。

当前状态的自由循环

全球有50多家公司这一过程花费了库,回收能力约400 000吨。大多数公司在中国和韩国,其次是欧盟、日本、加拿大和美国。改善填词的回收技术是一个持续的努力和回收今天还远未成熟。

临终自由预处理过程

准备回收中涉及的两个主要过程,放电和拆除电池模块(包括删除主要组件,如电缆、框架,电子,和其他人)。电池拆除后,进行机械加工和分离的组件根据他们不同的物理性质,包括粒度、密度、导电性、磁性等。

电池放电前拆除,确保的安全人员和消除电击和火灾的风险。放电可以通过不同的方法进行热处理,salt-water-based澡堂,通过外部电路控制放电,或通过使用液氮低温治疗。salt-water-based放电是最可取的方法在工业环境中,因为它是一个足够安全的方式排放,稳定各种类型的高能量密度电池。

机械预处理

接下来,那花了LIBs受到多级机械预处理涉及粉碎,破碎,影响破碎、磁选、浮选、和其他流程。这一步的目的是分解成不同的回收的电池和单独的特定组件流。

一个特别强调金属颗粒的分离(套管,导体)和所谓的黑色的浓度质量,这是阴极和阳极活性材料的混合物。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台黑色的质量是最有价值的自由组件和机械预处理优化的最大恢复和分离。通常,一个惰性气氛(有限公司₂或氮)在粉碎过程中使用。

热预处理

热预处理方法启用安全自由电解质的可燃成分的失活。同时,电池放电,而导电碳成分和有机粘结剂材料分解(在温度高达600°C)。欧洲杯足球竞彩

选择一个合适的温度范围在这一步促进下游锂和其他金属的复苏。然而,所有塑料组件和电解质的过程中丢失。另外,氧热解使有机材料的转换到低分子化合物及其恢复凝结。欧洲杯足球竞彩

回收高价值自由组件的方法

火法冶金学利用加热将金属氧化物用于电池材料金属或金属合金。欧洲杯足球竞彩预处理后,电池材料熔炼还原环境(真空或惰性气体气氛)将金属氧化物混合金属欧洲杯足球竞彩合金包含(取决于电池组成)有限公司镍、铜、铁、和再利用的李渣含有。

Pyrometallurgical方法需要简单的预处理方法(通常是分解或粉碎)准备电池回收和可容纳LIBs的不同成分,形状和大小。一些pyrometallurgical方法可以回收,但总的来说这些方法最有效等提取和回收高价值金属有限公司

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湿法冶金的方法使用水从库中提取和分离金属解决方案。使用电池材料(铝和铜导体之前删除)是最常被提取欧洲杯足球竞彩与H₂所以₄和H₂O₂虽然盐酸,HNO₃,有机酸包括柠檬酸和草酸也可以使用。一旦金属被提取到的解决方案,他们作为盐沉淀有选择地使用酸碱滴定或使用有机溶剂提取包含二烷基磷酸或phosphinates。

目前,水电,pyrometallurgical方法主导回收金属的阴极材料。欧洲杯足球竞彩全球的趋势是大部分回收操作转向使用湿法冶金的方法,由于他们的能力恢复更多的电池组件和达到高纯度的金属盐。

未来发展下一代填词的回收

一个重要的概念,可以促进发展的一个有效的循环回收电池经济是所谓的设计。这个概念侧重于考虑最终回收的电池在电池的初始设计阶段。这种方法将使全自动电池拆卸和预处理成本最小化。

流线型的电池设计,让简单拆卸也会使直接回收方法更有效。目前,直接回收方法涉及的重用临终LIBs从电动汽车在静止的应用程序。这种方法需要电池类型分类和决心的充电状态和回收电池的剩余容量。

通过使用标准化的单元设计和特定的化学电池,电池可能通过暴露的再生阴极材料与锂含量高,改装成半个新电池。

此外,新方法的使用,如高压治疗或使用超临界CO₂分离,将允许更有效的材料。反过来,这将提高回收效率的碳材料(如石墨和炭黑用于阳极)和电解质。超临界液体萃取已经展示了相对良好的回收率对电解质和绑定。

高效和可持续的快速发展对重新引入临终电池的回收过程是唯一的选择及其组件到经济周期和减少对主要原材料的需求。欧洲杯足球竞彩

引用和进一步阅读

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