Demontage en herstel van lithium-ijzerfosfaatbatterij

De gepensioneerde lithium-ijzerfosfaatbatterij die niet de waarde heeft van cascadegebruik en de batterijen na cascadegebruik zullen uiteindelijk het stadium van demontage en herstel ingaan. Het verschil tussen de lithium-ijzerfosfaatbatterij en de batterij van ternair materiaal is dat deze geen zware metalen bevat en dat het herstel voornamelijk Li, P en Fe is. De toegevoegde waarde van de teruggewonnen producten is laag, dus er moet een goedkope terugwinningsroute worden ontwikkeld. Er zijn hoofdzakelijk twee recyclingmethoden: de vuurmethode en de natte methode.
Brand herstelproces
De traditionele brandherstelmethode omvat over het algemeen verbranding van elektrodestukken bij hoge temperatuur, waarbij de koolstof en het organische materiaal in de elektrodefragmenten worden verbrand. De resterende as die niet kan worden verbrand, wordt uiteindelijk gezeefd om fijne poedermaterialen te verkrijgen die metalen en metaaloxiden bevatten. Het proces van deze methode is eenvoudig, maar het behandelingsproces is lang en het uitgebreide herstelpercentage van waardevolle metalen is laag. De verbeterde pyrometallurgische terugwinningstechnologie omvat het verwijderen van organische bindmiddelen door middel van calcineren, het scheiden van lithiumijzerfosfaatpoeder van aluminiumfolie om lithiumijzerfosfaatmateriaal te verkrijgen. Vervolgens wordt een geschikte hoeveelheid grondstof toegevoegd om de vereiste molaire verhouding van lithium, ijzer en fosfor te verkrijgen, en wordt een nieuw lithiumijzerfosfaat gesynthetiseerd door middel van een vaste-stofmethode bij hoge temperatuur. Volgens kostenraming kan de verbeterde pyrometallurgische droge recycling van afgedankte lithium-ijzerfosfaatbatterijen winstgevendheid opleveren, maar het nieuw bereide lithium-ijzerfosfaat dat dit recyclingproces gebruikt, heeft veel onzuiverheden en onstabiele prestaties.
Nat herstelproces
Natte terugwinning is voornamelijk om de metaalionen in de lithium-ijzerfosfaatbatterij op te lossen door zure en alkalische oplossingen, en de opgeloste metaalionen verder te extraheren in de vorm van oxiden, zouten, enz. Door precipitatie, adsorptie, enz. Het reactieproces gebruikt meestal H2SO4 , NaOH, H2O2 en andere reagentia. Het natte herstelproces is eenvoudig, vereist weinig apparatuur en is geschikt voor productie op industriële schaal. Het is de meest bestudeerde door wetenschappers en ook de reguliere behandelingsroute voor afgedankte lithium-ionbatterijen in China.
Het natte herstel van de lithium-ijzerfosfaatbatterij hangt voornamelijk af van het herstel van de positieve elektrode. Wanneer een nat proces wordt gebruikt om de lithium-ijzerfosfaatkathode terug te winnen, is de eerste stap het scheiden van de aluminiumfoliecollector van de actieve stof van de kathode. Een methode is om een ​​alkalische oplossing te gebruiken om de vloeistof op te lossen en op te vangen, terwijl de werkzame stof niet reageert met de alkalische oplossing en door filtratie kan worden verkregen. De tweede methode is om het bindmiddel PVDF op te lossen met een organisch oplosmiddel om het lithiumijzerfosfaatkathodemateriaal van de aluminiumfolie te scheiden. De aluminiumfolie wordt hergebruikt en de werkzame stof kan verder worden behandeld. Het organische oplosmiddel kan worden gedestilleerd om het te recyclen. In vergelijking met de twee methoden is de tweede methode milieuvriendelijker en veiliger. Een manier om lithiumijzerfosfaat uit de positieve elektrode terug te winnen, is door lithiumcarbonaat te genereren. Deze recyclingmethode heeft lagere kosten en wordt gebruikt door de meeste recyclingbedrijven voor lithiumijzerfosfaat, maar het hoofdbestanddeel van lithiumijzerfosfaat, ijzerfosfaat (met een gehalte van 95 procent), wordt niet gerecycled, wat leidt tot verspilling van hulpbronnen.
De ideale methode voor natte terugwinning is het omzetten van afvalkathodematerialen van lithium-ijzerfosfaat in lithiumzouten en ijzerfosfaat, waardoor een volledige terugwinning van Li, Fe en P wordt bereikt. Om lithium-ijzerfosfaat in lithiumzouten en ijzerfosfaat om te zetten, moet ijzeroxide worden geoxideerd tot driewaardig ijzer en lithium wordt uitgeloogd door uitloging met zuur of alkali. Sommige geleerden gebruiken oxidatiecalcinatie om aluminiumplaten en lithiumijzerfosfaat te scheiden, die vervolgens worden uitgeloogd en gescheiden door zwavelzuur om ruw ijzerfosfaat te verkrijgen. De oplossing wordt vervolgens neergeslagen in lithiumcarbonaat met behulp van natriumcarbonaat voor het verwijderen van onzuiverheden; Het filtraat wordt ingedampt en gekristalliseerd om een ​​watervrij natriumsulfaatproduct te verkrijgen, dat als bijproduct wordt verkocht; Ruw ijzerfosfaat wordt verder verfijnd om ijzerfosfaat van batterijkwaliteit te verkrijgen, dat kan worden gebruikt voor de bereiding van lithiumijzerfosfaatmaterialen. Dit proces is al vele jaren aan de gang