Demontaža i oporavak litijum-željezo-fosfatne baterije

Povučena litijum-željezo-fosfatna baterija koja nema vrednost kaskadne iskorišćenosti i baterije nakon kaskadne upotrebe konačno će ući u fazu demontaže i oporavka. Razlika između litijum-željezo-fosfatne baterije i baterije od ternarnog materijala je u tome što ne sadrži teške metale, a oporavak je uglavnom Li, P i Fe. Dodatna vrijednost oporavljenih proizvoda je niska, tako da je potrebno razviti jeftin put oporavka. Uglavnom postoje dvije metode recikliranja: vatrena metoda i mokra metoda.
Proces oporavka od požara
Tradicionalna metoda oporavka od požara općenito uključuje spaljivanje dijelova elektrode na visokoj temperaturi, koje sagorijeva ugljik i organsku tvar u fragmentima elektrode. Preostali pepeo koji se ne može spaliti se na kraju prosijava kako bi se dobili fini praškasti materijali koji sadrže metale i metalne okside. Proces ove metode je jednostavan, ali proces tretmana je dug i sveobuhvatna stopa oporavka vrijednih metala je niska. Poboljšana pirometalurška tehnologija oporavka uključuje uklanjanje organskih veziva kroz kalcinaciju, odvajanje praha litijum željeznog fosfata od aluminijske folije kako bi se dobio materijal litijum željezo fosfata. Zatim se dodaje odgovarajuća količina sirovine kako bi se dobio potreban molarni omjer litijuma, željeza i fosfora, a novi litijum željezo fosfat se sintetizira visokotemperaturnom metodom čvrstog stanja. Prema procjeni troškova, poboljšana pirometalurška suva reciklaža otpadnih litijum-željezo-fosfatnih baterija može postići profitabilnost, ali novopripremljeni litijum-željezo-fosfat koji koristi ovaj proces recikliranja ima mnogo nečistoća i nestabilne performanse.
Mokri proces oporavka
Vlažna rekuperacija se uglavnom sastoji u otapanju metalnih jona u litij-ževo-fosfatnoj bateriji kroz kisele i alkalne rastvore, i dalje ekstrahovanju otopljenih metalnih jona u obliku oksida, soli itd. taloženjem, adsorpcijom itd. Reakcioni proces uglavnom koristi H2SO4 , NaOH, H2O2 i drugi reagensi. Proces mokrog oporavka je jednostavan, sa niskim zahtjevima za opremom i pogodan je za industrijsku proizvodnju. To je najviše proučavan od strane naučnika, a ujedno i glavni put za tretman otpadnih litijum-jonskih baterija u Kini.
Mokro obnavljanje litijum-željezo-fosfatne baterije uglavnom zavisi od oporavka pozitivne elektrode. Kada se koristi mokri postupak za obnavljanje katode litij-željezo-fosfata, prvi korak je odvajanje kolektora aluminijske folije od aktivne tvari katode. Jedna metoda je upotreba alkalnog rastvora za otapanje i sakupljanje tečnosti, dok aktivna tvar ne reaguje sa alkalnim rastvorom i može se dobiti filtracijom. Druga metoda je rastvaranje vezivnog PVDF-a sa organskim rastvaračem kako bi se odvojio litijum-gvozdeno-fosfatni katodni materijal od aluminijumske folije. Aluminijska folija se ponovo koristi, a aktivna tvar se može dalje tretirati. Organski rastvarač se može destilovati da bi se postiglo njegovo recikliranje. U poređenju s ove dvije metode, druga metoda je ekološki prihvatljivija i sigurnija. Jedan od načina da se dobije litij-željezni fosfat iz pozitivne elektrode je stvaranje litij-karbonata. Ova metoda recikliranja ima nižu cijenu i usvojila je većina poduzeća za reciklažu litijum željeznog fosfata, ali glavna komponenta litijum željeznog fosfata, željezni fosfat (sa sadržajem od 95 posto), ne reciklira se, što rezultira otpadom resursa.
Idealna metoda mokre rekuperacije je pretvaranje otpadnih litijum-fero-fosfatnih katodnih materijala u litijeve soli i željezo-fosfat, postižući potpuni oporavak elemenata Li, Fe i P. Za pretvaranje litijum-fero-fosfata u litijeve soli i željeznog fosfata, željezni oksid mora biti oksidira u trovalentno željezo, a litijum se luži kiselim ili alkalnim luženjem. Neki naučnici koriste oksidacijsko kalcinaciju za odvajanje aluminijumskih limova i litij-gvozdenog fosfata, koji se zatim izlužuju i odvajaju sumpornom kiselinom da bi se dobio sirovi željezni fosfat. Otopina se zatim istaloži u litijum karbonat koristeći natrijum karbonat za uklanjanje nečistoća; Filtrat se ispari i kristalizira da se dobije bezvodni proizvod natrijum sulfata, koji se prodaje kao nusproizvod; Sirovi željezni fosfat se dalje rafinira kako bi se dobio željezni fosfat za baterije, koji se može koristiti za pripremu litijum željezo fosfatnih materijala. Ovaj proces traje dugi niz godina