リチウム電池リサイクル機ラインを完全に説明しました

リチウム電池リサイクル機械ラインには、前処理から最終利用まで、いくつかの手順が含まれます。ドライリサイクル、ウェットリサイクル、バイオロジカルリサイクルについて学びます。

リチウム電池のリサイクルプロセスの紹介

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使用済みリチウムイオン電池のリサイクルプロセスには、主に前処理、二次処理、および高度な処理が含まれます。使用済みバッテリーにはまだいくらかの電気が残っているため、前処理プロセスには深放電、破砕、および物理的選別が含まれます。二次処理の目的は、正と負の活物質を基板から完全に分離することです。熱処理、有機溶剤溶解、灰汁溶解、電気分解は、2つの完全な分離を達成するために一般的に使用されます。高度な処理には、主に、貴重な金属材料を抽出するための浸出と分離および精製の2つのプロセスが含まれます。抽出プロセスの分類によると、リチウム電池のリサイクル方法は、主にドライリサイクル、ウェットリサイクル、生物学的リサイクルの3つのカテゴリに分類できます。
 
1.ドライリサイクル:溶液などの媒体を使用せずに、材料または有価金属を直接リサイクルすることを指します。その中で、使用される重要な方法は、物理的分離法と高温熱分解法です。
(1)物理的分離方法:電池を分解して分離し、破砕、ふるい分け、磁気分離、微細破砕、電極活物質、集電体、電池ケーシングなどの電池部品を分類して、貴重な高含有量の物質を得ることを指します。物理的分離法は操作が比較的簡単ですが、リチウムイオン電池を完全に分離することは容易ではなく、スクリーニングや磁気分離中に一定の損失があるため、金属の完全な分離と回収を達成することは困難です。
(2)高温熱分解法:物理的に粉砕されたリチウムイオン電池材料を高温で分解し、有機バインダーを除去し、リチウムイオン電池の構成材料を分離することを指します。同時に、リチウムイオン電池内の金属とその化合物は、酸化、還元、分解され、蒸気の形で揮発した後、縮合などによって収集されます。
このリチウム電池リサイクル方法の技術は、シンプルで操作が簡単で、高温環境での高速性、高効率、バインダーを効果的に除去できます。また、この方法は原材料の組成に高い要件を持たず、多数のまたはより複雑なバッテリーの処理に適しています。ただし、この方法には機器に対する高い要件があります。処理過程では、バッテリーの有機物が分解して有害ガスが発生するため、有害ガスを吸収・精製し、二次汚染を防ぐために、精製・回収装置を追加する必要があります。

2.ウェットリサイクル:廃電池を粉砕して溶解し、浸出液中の金属元素を適切な化学試薬を使用して選択的に分離し、直接リサイクルできる高品位のコバルト金属や炭酸リチウムなどを生成します。ウェットリサイクルは、比較的単一の化学組成を持つ廃リチウムイオン電池の回収に適しており、その設備コストは低いため、中小規模の廃リチウムイオン電池の回収に適しています。

(1) アルカリ酸浸出法:リチウムイオン電池の正極材料は灰汁に溶解せず、ベースとなるアルミホイルが灰汁に溶けるため、この方法はアルミホイルの分離によく使用されます。ただし、アルカリ浸出法ではPVDFを完全に除去することはできず、その後の浸出に悪影響を及ぼします。

(2)有機溶媒抽出法:類似性と適合性の原理を使用して、適切な有機溶媒を使用して有機バインダーを物理的に溶解し、それによって材料と箔との間の接着を弱め、2つを分離します。有機溶媒抽出を使用して材料と箔を分離する実験条件は比較的穏やかですが、有機溶媒はある程度毒性があり、オペレーターの健康に害を及ぼす可能性があります。同時に、メーカーが異なればリチウムイオン電池の製造プロセスも異なるため、選択するバインダーも異なります。したがって、製造プロセスごとに、メーカーは廃リチウムイオン電池をリサイクルする際に異なる有機溶剤を選択する必要があります。さらに、産業レベルでの大規模なリサイクル作業に関しては、コストも重要な考慮事項です。したがって、幅広い供給源、リーズナブルな価格、低毒性と無害性、および幅広い適用性を備えた溶媒を選択することが非常に重要です。

3.生物学的リサイクル:微生物を使用してシステム内の有用な成分を可溶性化合物に変換し、それらを選択的に溶解して金属含有溶液を取得し、目的の成分を不純物成分から分離し、最終的に有用な金属を回収する技術です。また、従来のバッテリーリサイクル技術と比較して、生物学的リサイクルには、インフラストラクチャへの投資が少なく、運用コストが低く、環境汚染が少ないという利点があります。ただし、これは比較的新しいトピックであり、菌株の選択と栽培、浸出条件の制御、金属のバイオリーチメカニズムなど、解決すべき問題がまだたくさんあります。

バイオリーチング法は、低コスト、高い回収効率、汚染と消費の少なさ、環境への影響の少ない、そして微生物を再利用することができます。しかし、高効率の微生物菌の培養は困難であり、処理期間が長く、浸出条件の制御は、このリチウム電池リサイクル方法に必要ないくつかの主要な問題です。

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