מהן השיטות לפירוק ומיחזור סוללות ליתיום ברזל פוספט? בין סוללות הליתיום ברזל פוספט שהוצאו משימוש נכנסות לשלב הפירוק והמחזור הסוללות שאין להן ערך לשימוש במדרגות והסוללות לאחר השימוש במדרגות. סוללות ליתיום ברזל פוספט שונות מסוללות חומר טריני בכך שהן אינן מכילות מתכות כבדות וממוחזרות בעיקר מ-Li, P ו-Fe. הערך המוסף של מוצרים ממוחזרים נמוך, ויש לפתח שיטות מיחזור בעלות נמוכה.

מהן השיטות לפירוק ומיחזור סוללות ליתיום ברזל פוספט?

בין סוללות הליתיום ברזל פוספט שהוצאו משימוש, הסוללות שאין להן ערך שימוש למדרגות והסוללות לאחר השימוש במדרגות נכנסות לשלב הפירוק והמחזור. סוללות ליתיום ברזל פוספט שונות מסוללות חומר טריני בכך שהן אינן מכילות מתכות כבדות וממוחזרות בעיקר מ-Li, P ו-Fe. הערך המוסף של מוצרים ממוחזרים נמוך, ויש לפתח שיטות מיחזור בעלות נמוכה. קיימות בעיקר שתי שיטות מיחזור: שיטת צביעה ושיטת תרגול.

סוללת פוספט ברזל ליתיום

תהליך מיחזור בשיטת ציור

שיטת הציור המסורתית של סוללת ליתיום ברזל פוספט d היא בדרך כלל שריפת האלקטרודה בטמפרטורה גבוהה. הפחמן והחומר האורגני בשברי האלקטרודות נשרפים, והאפר הנותר הבלתי דליק מסונן כחומר אבקה עדין המכיל מתכות ותחמוצות מתכות. לשיטה יש תהליך פשוט, אך יש לה תהליך עיבוד ארוך ושיעור החלמה מקיף נמוך של נפט וגז.

טכנולוגיית שחזור ציור משופרת היא להסיר את הדבק האורגני על ידי סידוד, ולהפריד את אבקת הליתיום ברזל פוספט מרדיד האלומיניום כדי להשיג את החומר ליתיום ברזל פוספט, ולאחר מכן להוסיף כמות מתאימה של חומרי גלם כדי לקבל את היחס המולארי הנדרש של ליתיום, ברזל, וזרחן. סינתזה של פוספט ליתיום ברזל חדש בשיטת שלב מוצק בטמפרטורה גבוהה. מבחינת עלות, ניתן להחזיר סוללות ליתיום ברזל פוספט פסולת באמצעות שיטת הציור המשופרת היבשה כדי להשיג יתרונות, אך לפי תהליך מיחזור זה, לפוספט ליתיום ברזל שהוכן לאחרונה יש הרבה זיהומים וביצועים לא יציבים.

תהליך מיחזור רטוב

השחזור הרטוב של סוללות ליתיום ברזל פוספט ממיס בעיקר את יוני המתכת בסוללת ליתיום ברזל פוספט באמצעות תמיסות חומצה, ומחלץ את יוני המתכת המומסים לתחמוצות, מלחים וכו’, בשיטות כמו ספיחת משקעים, ומשתמש ב-H2SO4, NaOH בתהליך התגובה, H2O2 ורוב הריאגנטים. תהליך המחזור הרטוב הוא פשוט, דרישות הציוד אינן גבוהות, והוא מתאים לייצור בקנה מידה תעשייתי. חוקרים חקרו את המסלול המרכזי לטיפול בסוללות ליתיום-יון בסין.

המיחזור הרטוב של סוללות ליתיום ברזל פוספט נועד בעיקר לשחזר חיובי. בעת שימוש בתהליך הרטוב לשחזור קתודה ליתיום ברזל פוספט, יש להפריד תחילה את קולט הזרם של רדיד האלומיניום מהחומר הפעיל של האנודה. אחת השיטות היא המסת קולט הזרם בעזרת בור, החומר הפעיל אינו מגיב עם הבור, וניתן להשיג את החומר הפעיל באמצעות סינון. השני הוא ממס אורגני, שיכול להמיס את הדבק PVDF, להפריד את חומר הקתודה של ברזל פוספט ליתיום מרדיד האלומיניום, ולאחר מכן להשתמש בנייר האלומיניום כדי לבצע עיבוד שלאחר מכן על החומר הפעיל. ניתן למחזר את הממס האורגני לאחר זיקוק. בהשוואה לשתי השיטות, השתיים ידידותיות יותר לסביבה ובטוחות יותר. אחת מההתאוששות של ליתיום ברזל פוספט באנודה היא ייצור ליתיום קרבונט. לשיטת מיחזור זו יש עלות נמוכה והיא מאומצת על ידי רוב חברות המיחזור של ברזל ליתיום פוספט, אך המרכיב העיקרי של ליתיום ברזל פוספט (תכולה 95%) אינו ממוחזר, מה שגורם לבזבוז משאבים.

שיטת המיחזור הרטוב האידיאלית היא להמיר את פסולת חומר הקתודה של ליתיום ברזל פוספט למלח ליתיום ופוספט ברזל כדי לממש את ההתאוששות של כל האלמנטים של Li, Fe ו-P. יש לחמצן ברזל ברזל לברזל תלת-ערכי, ואת הליתיום יש לשטוף באמצעות מחט חומצה או מי השרייה אלקליין. כמה חוקרים השתמשו בהסתיידות חמצונית כדי להפריד פתיתי אלומיניום ופוספט ליתיום ברזל, ולאחר מכן שטפו דרך חומצה גופרתית כדי להפריד פוספט ברזל גולמי, והשתמשו בתמיסה כנתרן קרבונט להסרת זיהומים כדי לזרז ליתיום פחמתי.

התסנין מתאדה ומתגבש עם נתרן סולפט נטול מים כתוצר לוואי. ניתן לטהר עוד יותר פוספט ברזל גולמי עבור פוספט ברזל בדרגת סוללה ולהשתמש בה בהכנת חומרי ליתיום ברזל פוספט. לאחר שנים של מחקר, תהליך זה נעשה בוגר יותר.