Разборка и восстановление литий-железо-фосфатной батареи

Списанная литий-железо-фосфатная батарея, не имеющая значения каскадной утилизации, и батареи после каскадной утилизации, наконец, войдут в стадию разборки и восстановления. Разница между литий-железо-фосфатной батареей и батареей из тройного материала заключается в том, что она не содержит тяжелых металлов, а восстановление происходит в основном из лития, фосфора и железа. Добавленная стоимость извлеченных продуктов невелика, поэтому необходимо разработать недорогой способ восстановления. Существует два основных метода утилизации: огневой и мокрый.
Процесс восстановления после пожара
Традиционный метод пожаротушения обычно включает высокотемпературное сжигание кусков электрода, при котором сжигаются углерод и органические вещества в фрагментах электрода. Оставшаяся зола, которую нельзя сжечь, в конечном итоге просеивается для получения мелкодисперсных порошкообразных материалов, содержащих металлы и оксиды металлов. Процесс этого метода прост, но процесс обработки длительный, а степень комплексного извлечения ценных металлов низкая. Усовершенствованная технология пирометаллургического извлечения включает удаление органических связующих путем прокаливания, отделение порошка литий-железо-фосфата от алюминиевой фольги для получения литий-железо-фосфатного материала. Затем добавляют соответствующее количество сырья для получения требуемого молярного соотношения лития, железа и фосфора, и синтезируют новый фосфат лития-железа высокотемпературным твердофазным методом. Согласно оценке затрат, усовершенствованная пирометаллургическая сухая переработка отработанных литий-железо-фосфатных батарей может обеспечить рентабельность, но вновь полученный литий-железо-фосфат с использованием этого процесса переработки имеет много примесей и нестабильную производительность.
Процесс мокрого восстановления
Влажное извлечение в основном заключается в растворении ионов металлов в литий-железо-фосфатной батарее через растворы кислот и щелочей, а также в дальнейшем извлечении растворенных ионов металлов в виде оксидов, солей и т. д. путем осаждения, адсорбции и т. д. В процессе реакции в основном используется H2SO4. , NaOH, H2O2 и др. реактивы. Процесс мокрой регенерации прост, не требует большого количества оборудования и подходит для производства в промышленных масштабах. Это наиболее изученный учеными, а также основной способ переработки отработанных литий-ионных аккумуляторов в Китае.
Влажное восстановление литий-железо-фосфатной батареи в основном зависит от восстановления положительного электрода. При использовании мокрого процесса для восстановления катода из литий-железо-фосфата первым шагом является отделение коллектора из алюминиевой фольги от активного вещества катода. Один из способов заключается в использовании щелочного раствора для растворения и сбора жидкости, при этом активное вещество не вступает в реакцию со щелочным раствором и может быть получено путем фильтрации. Второй метод заключается в растворении связующего PVDF в органическом растворителе для отделения материала катода из литий-железо-фосфата от алюминиевой фольги. Алюминиевая фольга используется повторно, а активное вещество подвергается дальнейшей обработке. Органический растворитель может быть перегнан для повторного использования. По сравнению с двумя способами второй способ более экологичен и безопасен. Одним из способов восстановления фосфата лития-железа из положительного электрода является получение карбоната лития. Этот метод переработки имеет более низкую стоимость и используется большинством предприятий по переработке литий-железо-фосфата, но основной компонент литий-железо-фосфата, фосфат железа (с содержанием 95 процентов), не перерабатывается, что приводит к растрате ресурсов.
Идеальным методом мокрой регенерации является преобразование отходов катодных материалов из литий-железо-фосфата в соли лития и фосфат железа, что обеспечивает полное извлечение элементов Li, Fe и P. Для преобразования литий-железо-фосфата в соли лития и фосфат железа оксид железа необходимо окисляется до трехвалентного железа, а литий выщелачивается кислотой или щелочью. Некоторые ученые используют окислительное прокаливание для разделения алюминиевых листов и фосфата лития-железа, которые затем выщелачивают и разделяют серной кислотой для получения неочищенного фосфата железа. Затем раствор осаждают в карбонат лития, используя карбонат натрия для удаления примесей; Фильтрат выпаривают и кристаллизуют с получением безводного сульфата натрия, который продается как побочный продукт; Неочищенный фосфат железа подвергается дальнейшей очистке с получением фосфата железа аккумуляторного качества, который можно использовать для получения литий-железо-фосфатных материалов. Этот процесс продолжается уже много лет