В снятых с эксплуатации литий-железо-фосфатных батареях батареи, которые не имеют ценности ступенчатой утилизации, и батареи после ступенчатой утилизации в конечном итоге будут демонтированы и переработаны. Разница между литий-железо-фосфатной батареей и батареей из трехкомпонентного материала заключается в том, что она не содержит тяжелых металлов, а восстановление осуществляется в основном Li, P и Fe. Добавленная стоимость продукта восстановления невелика, поэтому необходимо разработать недорогой маршрут восстановления. Существует два основных метода восстановления: огневой и мокрый.
Процесс ликвидации пожара
Традиционный метод пожарной утилизации заключается в сжигании электродов при высокой температуре, сжигании углерода и органических веществ в фрагментах электродов. Оставшаяся зола, которую невозможно сжечь, в конечном итоге сортируется для получения мелкодисперсных порошкообразных материалов, содержащих металлы и оксиды металлов. Процесс прост, но процесс очистки длительный, а комплексное извлечение ценных металлов низкое. Усовершенствованная технология пожаротушения заключается в удалении органического связующего путем прокаливания, отделении порошка литий-железо-фосфата от листа алюминиевой фольги для получения литий-железо-фосфатного материала, а затем добавлении соответствующего сырья для получения необходимого мольного соотношения лития, железа и фосфора, и синтезировать новый литий-железофосфат высокотемпературным твердофазным методом. Согласно расчету стоимости, отработанная литий-железо-фосфатная батарея может быть переработана улучшенным огненно-сухим методом, но новый литий-железо-фосфатный аккумулятор, полученный в результате этого процесса восстановления, содержит много примесей и нестабильную производительность.
Влажный процесс восстановления
Мокрое восстановление осуществляется в основном с помощью раствора кислоты и щелочи для растворения ионов металлов в литий-железо-фосфатной батарее, дальнейшего использования осаждения, адсорбции и других способов извлечения растворенных ионов металлов в виде оксидов, солей и других форм, большая часть реакционного процесса с использованием H2SO4, NaOH, H2O2 и другие реагенты. Процесс мокрого восстановления прост, требования к оборудованию не высоки, подходят для крупномасштабного промышленного производства, наиболее изучены учеными, а также являются основным способом переработки отходов литий-ионных аккумуляторов в Китае.
Восстановление литий-железо-фосфатной батареи осуществляется в основном положительным электродом. При восстановлении положительного электрода из фосфата лития-железа мокрым способом коллектор из алюминиевой фольги следует сначала отделить от активного вещества положительного электрода. Один из методов заключается в использовании раствора щелочи для растворения сбора жидкости, при этом активное вещество не вступает в реакцию со щелочью, его можно фильтровать для получения активного вещества. Второй метод заключается в использовании органического растворителя для растворения связующего ПВДФ, чтобы разделить анодный материал из литий-железо-фосфата и алюминиевую фольгу, повторное использование алюминиевой фольги, последующую обработку активных веществ, а органический растворитель можно обработать дистилляцией для достижения его переработки. По сравнению с двумя методами второй метод более экологически безопасен. Восстановление фосфата лития-железа в положительном электроде представляет собой образование карбоната лития. Этот метод восстановления имеет низкую стоимость и применяется большинством предприятий по переработке фосфата лития-железа, но основной компонент фосфата лития-железа (95%) не перерабатывается, что приводит к пустой трате ресурсов.
Идеальный метод мокрого восстановления — это преобразование отработанного катодного материала из фосфата железа лития в соль лития и фосфат железа для извлечения Li, Fe и P. Если фосфат железа лития хочет превратиться в соль лития и фосфат железа, необходимо окислить железофосфат до трехвалентного железа, а для выщелачивания лития используйте кислотное или щелочное выщелачивание. Некоторые ученые разделяли листы алюминия и фосфат лития-железа путем окислительного прокаливания, а затем получали сырой фосфат железа путем выщелачивания и разделения серной кислотой. Карбонат натрия использовали для осаждения карбоната лития при удалении раствора. Выпарная кристаллизация фильтрата с получением продуктов безводного сульфата натрия, реализуемых в качестве побочной продукции; Сырой фосфат железа подвергается дальнейшей очистке с получением фосфата железа аккумуляторного качества, который можно использовать при получении литий-железофосфатных материалов. Технология стала относительно зрелой после многих лет исследований.
