
Le processus de recyclage des batteries lithium-ion usagées comprend principalement le prétraitement, le traitement secondaire et le traitement avancé. Comme il reste encore de l’électricité dans les batteries usagées, le processus de prétraitement comprend une décharge profonde, un broyage et un tri physique ; Le but du traitement secondaire est de réaliser la séparation complète des matériaux actifs positifs et négatifs du substrat. Le traitement thermique, la dissolution des solvants organiques, la dissolution de la lessive et l’électrolyse sont couramment utilisés pour obtenir une séparation complète des deux ; Le traitement avancé comprend principalement deux procédés de lixiviation et de séparation et de purification pour extraire des matériaux métalliques précieux. Selon la classification du processus d’extraction, les méthodes de recyclage des batteries au lithium peuvent être principalement divisées en trois catégories : le recyclage sec, le recyclage humide et le recyclage biologique.
1. Recyclage à sec : fait référence au recyclage direct de matériaux ou de métaux précieux sans utiliser un support tel qu’une solution. Parmi eux, les méthodes importantes utilisées sont la méthode de séparation physique et la méthode de pyrolyse à haute température.
(1) Méthode de séparation physique : fait référence au démantèlement et à la séparation de la batterie, au broyage, au tamisage, à la séparation magnétique, au broyage fin et à la classification des composants de la batterie tels que les matériaux actifs de l’électrode, les collecteurs de courant et les boîtiers de batterie, afin d’obtenir une teneur élevée en substances précieuses. La méthode de séparation physique est relativement simple à utiliser, mais il n’est pas facile de séparer complètement les batteries lithium-ion, et il y a une certaine perte lors du criblage et de la séparation magnétique, il est donc difficile d’obtenir une séparation et une récupération complètes des métaux.
(2) Méthode de pyrolyse à haute température : fait référence à la décomposition des matériaux de batterie lithium-ion physiquement broyés à haute température, à l’élimination des liants organiques et à la séparation des matériaux constitutifs des batteries lithium-ion. Dans le même temps, les métaux et leurs composés contenus dans les batteries lithium-ion peuvent être oxydés, réduits et décomposés, volatilisés sous forme de vapeur, puis collectés par condensation et par d’autres méthodes.
La technologie de cette méthode de recyclage des batteries au lithium est simple, facile à utiliser, rapide dans un environnement à haute température, à haute efficacité et peut éliminer efficacement le liant ; Et cette méthode n’a pas d’exigences élevées sur la composition des matières premières, et est plus adaptée au traitement d’un grand nombre de batteries ou de batteries plus complexes. Cependant, cette méthode a des exigences élevées en matière d’équipement ; Au cours du processus de traitement, la matière organique de la batterie se décomposera et générera des gaz nocifs, il est donc nécessaire d’ajouter des équipements de purification et de récupération pour absorber et purifier les gaz nocifs et prévenir la pollution secondaire.

2. Recyclage humide : la batterie usagée est broyée et dissoute, puis les éléments métalliques dans la solution de lixiviation sont séparés sélectivement à l’aide de réactifs chimiques appropriés pour produire du cobalt métallique ou du carbonate de lithium de haute qualité, etc., qui peuvent être directement recyclés. Le recyclage par voie humide est plus adapté à la récupération des déchets de batteries lithium-ion ayant une composition chimique relativement unique, et son coût d’équipement est plus faible, ce qui convient à la récupération des déchets de batteries lithium-ion de petite et moyenne taille.
(1)Méthode de lixiviation alcaline-acide : Étant donné que le matériau de l’électrode positive des batteries lithium-ion ne se dissout pas dans la lessive et que la feuille d’aluminium de base se dissout dans la lessive, cette méthode est souvent utilisée pour séparer la feuille d’aluminium. Cependant, la méthode de lixiviation alcaline ne peut pas éliminer complètement le PVDF, qui a des effets néfastes sur la lixiviation ultérieure.
(2) Méthode d’extraction par solvant organique : en utilisant le principe de similitude et de compatibilité, en utilisant un solvant organique approprié pour dissoudre physiquement le liant organique, affaiblissant ainsi l’adhérence entre le matériau et la feuille, et séparant les deux. Les conditions expérimentales d’utilisation de l’extraction par solvant organique pour séparer les matériaux et les feuilles sont relativement douces, mais les solvants organiques sont toxiques dans une certaine mesure et peuvent être nocifs pour la santé des opérateurs. Dans le même temps, étant donné que différents fabricants ont des processus différents pour fabriquer des batteries lithium-ion, les liants qu’ils choisissent sont différents. Par conséquent, pour différents processus de fabrication, les fabricants doivent choisir différents solvants organiques lors du recyclage des déchets de batteries lithium-ion. En outre, le coût est également une considération importante en ce qui concerne les opérations de recyclage à grande échelle au niveau industriel. Par conséquent, il est très important de choisir un solvant avec de larges sources, un prix raisonnable, une faible toxicité et innocuité, et une large applicabilité.
3. Recyclage biologique : Il s’agit d’une technologie qui utilise des micro-organismes pour convertir les composants utiles du système en composés solubles et les dissoudre sélectivement pour obtenir une solution contenant des métaux, pour réaliser la séparation des composants cibles des composants impuretés et pour enfin récupérer les métaux utiles ; Et par rapport aux technologies traditionnelles de recyclage des batteries, le recyclage biologique présente les avantages d’une réduction des investissements dans les infrastructures, de coûts d’exploitation et d’une réduction de la pollution de l’environnement ; Cependant, il s’agit d’un sujet relativement nouveau, et il reste encore de nombreux problèmes à résoudre, tels que la sélection et la culture des souches, le contrôle des conditions de lixiviation, le mécanisme de biolixiviation des métaux, etc.
La méthode de biolixiviation a un faible coût, une efficacité de récupération élevée, moins de pollution et de consommation, moins d’impact sur l’environnement et les micro-organismes peuvent être réutilisés ; Cependant, la culture de champignons microbiens à haute efficacité est difficile, la période de traitement est longue et le contrôle des conditions de lixiviation sont plusieurs problèmes majeurs requis par cette méthode de recyclage des batteries au lithium.
