Разглобяване и възстановяване на литиево-желязо-фосфатна батерия

Пенсионираната литиево-желязо-фосфатна батерия, която няма стойността на каскадно използване, и батериите след каскадно използване най-накрая ще влязат в етапа на разглобяване и възстановяване. Разликата между литиево-железно-фосфатната батерия и батерията от трикомпонентен материал е, че не съдържа тежки метали и възстановяването е основно Li, P и Fe. Добавената стойност на възстановените продукти е ниска, така че трябва да се разработи евтин маршрут за възстановяване. Има основно два метода за рециклиране: метод на огън и мокър метод.
Процес на възстановяване при пожар
Традиционният метод за възстановяване при пожар обикновено включва високотемпературно изгаряне на парчета електрод, което изгаря въглерода и органичната материя в фрагментите на електрода. Останалата пепел, която не може да бъде изгорена, накрая се пресява, за да се получат фини прахообразни материали, съдържащи метали и метални оксиди. Процесът на този метод е прост, но процесът на обработка е дълъг и степента на цялостно възстановяване на ценни метали е ниска. Подобрената технология за пирометалургично възстановяване включва отстраняване на органични свързващи вещества чрез калциниране, отделяне на прах от литиево-железен фосфат от алуминиево фолио, за да се получи материал от литиево-железен фосфат. След това се добавя подходящо количество суровина, за да се получи необходимото моларно съотношение на литий, желязо и фосфор, и нов литиево-железен фосфат се синтезира чрез високотемпературен метод в твърдо състояние. Според оценката на разходите, подобреното пирометалургично сухо рециклиране на отпадъчни литиево-железни фосфатни батерии може да постигне рентабилност, но новоприготвеният литиево-железен фосфат, използващ този процес на рециклиране, има много примеси и нестабилна производителност.
Процес на мокро възстановяване
Мокрото възстановяване е главно за разтваряне на металните йони в литиево-железен фосфатна батерия чрез киселинни и алкални разтвори и допълнително извличане на разтворените метални йони под формата на оксиди, соли и т.н. чрез утаяване, адсорбция и т.н. Реакционният процес използва най-вече H2SO4 , NaOH, H2O2 и други реагенти. Процесът на мокро възстановяване е прост, с ниски изисквания към оборудването и е подходящ за производство в промишлен мащаб. Това е най-проучваният от учените, а също и основният начин за третиране на отпадъчни литиево-йонни батерии в Китай.
Мокрото възстановяване на литиево-железен фосфатен акумулатор зависи главно от възстановяването на положителния електрод. Когато използвате мокър процес за възстановяване на литиево-железен фосфатен катод, първата стъпка е да отделите колектора от алуминиево фолио от активното вещество на катода. Един метод е да се използва алкален разтвор за разтваряне и събиране на течността, докато активното вещество не реагира с алкалния разтвор и може да се получи чрез филтриране. Вторият метод е да се разтвори свързващото вещество PVDF с органичен разтворител, за да се отдели литиево-железният катоден материал от алуминиевото фолио. Алуминиевото фолио се използва повторно и активното вещество може да бъде допълнително обработено. Органичният разтворител може да бъде дестилиран, за да се постигне неговото рециклиране. В сравнение с двата метода, вторият метод е по-екологичен и безопасен. Един от начините за възстановяване на литиев железен фосфат от положителния електрод е генерирането на литиев карбонат. Този метод на рециклиране има по-ниска цена и е възприет от повечето предприятия за рециклиране на литиево-железен фосфат, но основният компонент на литиево-железния фосфат, железен фосфат (със съдържание от 95 процента), не се рециклира, което води до загуба на ресурси.
Идеалният метод за мокро оползотворяване е да се превърнат отпадъчни катодни материали от литиево-железен фосфат в литиеви соли и железен фосфат, като се постигне пълно възстановяване на елемента от Li, Fe и P. За да се преобразува литиево-железен фосфат в литиеви соли и железен фосфат, железният оксид трябва да бъде окислява се до тривалентно желязо, а литият се излугва чрез киселинно или алкално излугване. Някои учени използват окислително калциниране за отделяне на алуминиеви листове и литиево-железен фосфат, които след това се излугват и отделят със сярна киселина, за да се получи суров железен фосфат. След това разтворът се утаява в литиев карбонат, като се използва натриев карбонат за отстраняване на примеси; Филтратът се изпарява и кристализира, за да се получи безводен продукт натриев сулфат, който се продава като страничен продукт; Суровият железен фосфат се рафинира допълнително, за да се получи железен фосфат за батерии, който може да се използва за приготвянето на литиево-железни фосфатни материали. Този процес продължава много години