リン酸鉄リチウム電池の分解回収

カスケード利用の価値がなくなった使用済みリン酸鉄リチウム電池とカスケード利用後の電池は、いよいよ解体回収の段階に入ります。 リン酸鉄リチウム電池と三元系電池の違いは、重金属を含まず、主にLi、P、Feを回収することです。 回収製品の付加価値は低いため、低コストでの回収ルートの開発が必要です。 リサイクル方法には大きく分けて火気法と湿式法があります。
火災復旧プロセス
従来の火災回収方法では、一般的に電極片を高温で焼却し、電極片内の炭素や有機物を燃焼させます。 燃えきれなかった残りの灰は最終的にふるい分けされ、金属や金属酸化物を含む微粉末材料が得られます。 この方法は工程が単純であるが、処理工程が長く、有価金属の総合回収率が低い。 改良された乾式冶金回収技術には、焼成によって有機バインダーを除去し、アルミニウム箔からリン酸鉄リチウム粉末を分離してリン酸鉄リチウム材料を得ることが含まれます。 次に、必要なリチウム、鉄、リンのモル比となるように原料を適量添加し、高温固相法により新しいリン酸鉄リチウムを合成します。 コストの見積もりによると、廃リン酸鉄リチウム電池の改良された乾式冶金乾式リサイクルは収益性を達成することができますが、このリサイクルプロセスを使用して新しく調製されたリン酸鉄リチウムは不純物が多く、性能が不安定です。
湿式回収プロセス
湿式回収は、主にリン酸鉄リチウム電池内の金属イオンを酸やアルカリ溶液を通じて溶解し、さらに溶解した金属イオンを沈殿や吸着などにより酸化物や塩などの形で抽出するものです。反応プロセスでは主にH2SO4が使用されます。 、NaOH、H2O2、その他の試薬。 湿式回収プロセスは簡単で、設備要件も低く、工業規模の生産に適しています。 これは学者によって最も研究されており、中国における廃リチウムイオン電池の主流の処理ルートでもあります。
リン酸鉄リチウム電池の湿式回収は主に正極の回収に依存します。 湿式プロセスを使用してリン酸鉄リチウム正極を回収する場合、最初のステップはアルミニウム箔集電体を正極活物質から分離することです。 1つの方法は、液体を溶解して収集するためにアルカリ性溶液を使用することであるが、活性物質はアルカリ性溶液と反応せず、濾過によって得ることができる。 2 番目の方法は、バインダー PVDF を有機溶媒で溶解して、リン酸鉄リチウム正極材料をアルミニウム箔から分離する方法です。 アルミ箔は再利用され、活性物質をさらに処理することができます。 有機溶剤は蒸留してリサイクルすることができます。 2 つの方法と比較すると、2 番目の方法はより環境に優しく、安全です。 正極からリン酸鉄リチウムを回収する方法の 1 つは、炭酸リチウムを生成することです。 このリサイクル方法はコストが低く、ほとんどのリン酸鉄リチウムリサイクル企業で採用されていますが、リン酸鉄リチウムの主成分であるリン酸鉄（含有量95％）はリサイクルされず、資源の無駄が発生します。
理想的な湿式回収方法は、廃リン酸第一鉄リチウム正極材料をリチウム塩とリン酸鉄に変換し、Li、Fe、および P の完全な元素回収を達成することです。 リン酸第一鉄リチウムをリチウム塩とリン酸鉄に変換するには、酸化第一鉄を除去する必要があります。酸化されて三価の鉄となり、酸またはアルカリ浸出によりリチウムが浸出します。 一部の学者は、酸化焼成を使用してアルミニウムシートとリン酸鉄リチウムを分離し、その後硫酸で浸出および分離して粗リン酸鉄を取得します。 次に、不純物を除去するために炭酸ナトリウムを使用して溶液を炭酸リチウムに沈殿させます。 濾液を蒸発させて結晶化すると、無水硫酸ナトリウム生成物が得られ、これは副産物として販売されます。 粗リン酸鉄はさらに精製されて電池グレードのリン酸鉄が得られ、これはリン酸鉄リチウム材料の調製に使用できます。 このプロセスは何年も続いています