Azaldu litio-ioizko bateriaren hondakinak berreskuratzeko patenteen diseinuari buruzko ikerketaren egoera

Auctor Iflowpower - Portable Power Station supplementum

Mundu mailako baliabideen eskasia gero eta handiagoa denez eta ingurumena babesteko premiazko beharrarekin, energia berriak garatzen dira baliabideen kontsumoa murrizteko eta ingurumenaren kutsadura murrizteko pixkanaka adostasun zabala bihurtzen ari da. Energia-industria berriaren etengabeko garapenarekin, litio-ioizko bateria kopurua gero eta handiagoa da, eta nire herrialdea dagoeneko munduko bateriaren ekoizpena eta kontsumoa da. 2013an, maila nazionalak 2013-2015 sartu zuen energia-autoen diru-laguntzak estandarrak lotutako politikak erosteko, energia-ibilgailu berriak azkar garatzen dira; 2015ean, diru-laguntzen politika nazionalak, energia berrien autoen ekoizpena eta salmentak gora egin zuen.

Nire herrialdeko energia autoen merkatu berrian lehergailuak gora egin duenez, energia-autoen bihotzaren indarra bovy boaten kopurua ere bada. Ibilgailuen energia litiozko bateria berriarekin, 5-10 urteko erabilerarekin, 2018an hasiko da litiozko bateria birziklatzeko merkatuaren lehen sorta agertzen. Litio-ioizko bateria ugari botako dira, eta birziklatze lana ezinbestekoa da.

Litiozko bateria dinamikoaren birziklapena sustatzeko, energia-ibilgailuen energia biltegiratzeko bateriaren birziklapenaren kudeaketa indartzeko, industriaren garapena estandarizatu, 2018ko otsailaren 26an, Industria eta Informazio Teknologia Ministerioaren Zazpigarren Alderdiaren Oharra, Zientzia eta Teknologia Ministerioa, Ingurumena Babesteko Ministerioa, Komunikazio eta Ikuskaritza Ministerioa, Merkataritza, Kalitate Ikuskaritza, Kalitatearen Ikuskapen Ministerioa. eta Energia Berrien Automobilen Energia Baterien Birziklapena Kudeatzeko Behin-behineko Neurrien Energia Administrazioak. Hondakin litio-ioi litiozko bateria dinamikoen birziklatzeak nire herrialdeko ekonomia zirkularraren garapena sustatzeko ez ezik, nire herrialdeko zibilizazio ekologikoaren eraikuntzari ere garrantzi handia du. Gaur egun, litio-ioizko litiozko bateriaren birziklapen eta berrerabilpen arazoa industria osoko kezkaren ardatza bihurtu da.

Litio-ioizko bateriaren hondakinen berreskurapena laburki litio-ioizko bateriak elektrodo positiboa, elektrodo negatiboa, diafragma, elektrolitoa eta bateriaren karkasa eta abar barne hartzen ditu, litio-ioi-ioietako hondakinen litio-bateriek dauden kutsatzaile mota asko. Kutsagarriek metal astuneko konposatuak, litio hexafluorofosfatoa (LiPF6), bentzenoa, ester konposatuak, etab.

(ikus 1. irudia), mikrobioen degradazioaren ondorioz degradatzen zaila. Baterietako elektrodoen materialak bezalako materialak ingurumenean sartu ondoren, metal astunak, materia organikoa, karbono hautsa, fluoruroa, etab. ingurumenaren kutsadura larria eragingo du.

Horien artean, material positiboak metal astunen kutsadura eragin dezake, ura eta lurra kutsatu; elektrodo negatiboen materialek hautsaren kutsadura eragin dezakete; elektrolitoak fluorofluido eta kutsadura organikoa eragingo du; diafragma materialak kutsadura zuria eragin dezake. Gainera, kobrea, nikelea, kobaltoa, manganesoa, litioa eta abar, metal bideragarriak, baliabideak xahutzea ere eragingo dute.

在废旧锂离子电池回收的过程中，首先要对废旧锂离子电池的部件进行分解，然后对各部件分别进行回收利用（Horretarako prozesuen eta teknologien berrikuspena clingoflitio-ion bigarren mailako bateriak，JinqiuXuaetal.，JournalofPowerSources，第177卷，2008年0一月十Four egun, 512–527 orrialde). Birziklatutako litio-ioizko bateriaren hondakinek metal birziklatua eta litio-ioizko bateria birziklatutako materialak biltzen dituzte.

Egungo birziklapenaren ardatza material positiboa altua dela, prezioa altua eta balio ekonomikoa handia da. Hala ere, baterian beste osagai batzuen berreskurapen gutxiago dago, hala nola diafragma, elektrolitoa, elektrodo negatiboaren material aktiboa. Horien artean, metala berreskuratzeko urratsak litio ioizko bateriaren aurretratamendua, bigarren mailako tratamendua, sakonera prozesatzea eta bereizketa-arazketa barne hartzen ditu.

Birsortutako litio-ioizko bateria prestatzeko urratsak litio-ioizko bateriaren aurretratamendua eta bigarren mailako tratamendua barne hartzen ditu litio-ioizko bateriaren material batean labean labean litio-iturria, burdin-iturria, etab. Aurreprozesatzeko urratsa garrantzitsua da sakonera deskargatzeko prozesuak barne, hautsiak, sailkapen fisikoa, baterian elektrodoaren materiala baino lehen egin beharreko lan sorta bati erreferentzia egiten dio, hondar elektrizitatea askatzea, hondakinak desaktibatzea, bilgarriak kentzea, desmuntatze mekanikoa Bateriaren kanpoko karkasa eta bateriaren pulverizazioa, etab.

Diafragma, elektrolitoa eta etxebizitza sailkapen fisikoaren bidez berreskura daitezke, eta elektrolisi elektriko positiboa eta negatiboa birrintzeko prozesuan lortzen da, erabilera fisiko mekanikoa dela eta, elektrodo negatibo partziala materiala substratutik askatzen da, baina material gehienak substratuari ere atxikita daude. Hori dela eta, beharrezkoa da bigarren mailako prozesamendua egitea hautsitako bateria-hondakinetan. Bigarren mailako tratamenduaren helburua material eta substratu aktibo positiboak eta negatiboak erabat bereiztea da.

Elektrodo negatiboen lokailuak, oro har, uretan disolbagarria den aglutinatzailea erabiltzen duenez, elektrodo negatiboko material aktiboaren eta kobre-paperaren arteko lotura-erabilera ahula da, eta elektrodo negatiboen hondakinak ur-soluzio batean jartzen dira, eta nahaste indartsuak biak erabat bereiztea lor dezake. Nodo lotzailea PVDF eta N-metilpirrolidona (NMP) disoluzio mistoa da. NMP disolbatzaile kopurua dela eta, elektrodo positiboaren materialaren eta aluminio-paperaren lotura sendoa eragiten du, zaila da bereizten.

Hori dela eta, bigarren tratamenduan zehar, garrantzitsua da elektrodoaren material positiboa eta aluminio-papera lortzea, bigarren tratamenduaren ondoren lortutako bateria-hondakinak eta aluminio-papera eta material positiboa iragazi ondoren lortzen dira. Aluminiozko papera zuzenean erabil daiteke uhina berreskuratzeko, eta elektrodo positiboaren materiala metalaren prezioa berreskuratzea da. Tratamendu sakonaren helburua metal astunen ioiak (CO2 +, Li +, Ni2 +, Mn2 +, Cu2 +, Al3 +) berreskuratzea da.

Prozesatzeko urrats sakonak Garrantzitsuak dira lixibiazioa eta bereizketa bi prozesu hutsak. Lixibiatze-prozesua azidoen murgilketa eta mikrobioen lixibiazio garrantzitsua da. Bereizketa eta arazketa prozesua garrantzitsua da, eta erauzketa metodoa eta metodo elektrokimikoa erabiltzen dira.

Vientiane Cloud Operation Platform-en oinarrituta, paper honek litio-ioizko baterien banaketa aztertzen du etxean eta atzerrian, hau baxu-tee patenteen teknologiaren jabearen liderra eramatea espero du eta nire herrialdeko patentatutako teknologia-diseinua egiten dutena. (1) Garapen teknikoaren joera Etxeko litio-ioizko bateria berreskuratzeko patenteen teknologia 1999an hasten da, 1999-2011 bitartean, urteko patentearen eskaera txikiagoa da, hazkunde nabarmenik ez, oraindik ere ernetze teknikoaren fasean dagoela adieraziz, garrantzitsua da esploratzea Eta ikertzea, ekoizpen teknikoa ere eskasagoa da (ikus 2. irudia). Litio-ioizko bateria berreskuratzeko teknologiaren garapenarekin, 2011n, patenteen eskaera kopurua handitu egin da, batez ere 2013az geroztik energia-politika berrietarako energiarekin lotutako politika berri batzuk sartu zirenez, gobernua litio-ioizko bateriak onartzen hasi zen.

Konpainiaren garapen berritzaileak litio-ioizko bateriarekin lotutako ikerketa ahalbidetu du. Litio-ioizko baterien jarduera aktiboarekin, litio-ioizko bateria berreskuratzearen emaitza teknikoa ere azkar handitu da eta patenteen eskaera kopurua handitu da. Patentatutako datuen atzerapena dela eta, 2016 eta 2017 erreferentziarako soilik da.

Baina, funtsean, litio ioizko bateriek berreskuratutako patente-eskaerak gorakada handia izaten jarraituko du. 2. Irudian ikus daitekeenez, litio-ioizko bateriaren hondakinen aplikazio kopurua oraindik ez da agertu, eremu-teknologia hau teknologia berritzailea dela eta abiadura handiko garapen iraunkorrean dagoela adierazten du. Atzerriko herrialde nahasiak, litio-ioizko bateria berreskuratzeko teknologiaren garapena goiztiarra izan da, baina aplikazioa txikiagoa izan da, nahiz eta 2011tik aurrera aplikazioa handitu egin den, baina bere aplikazioa nire herrialdea baino askoz txikiagoa da.

Horrek erakusten du litio-ioizko bateriaren berreskurapenaren ikerketa eta garapena atzerriko herrialdeetan geroago egiten den arren, gure gobernuak litio-ioizko baterien ikerketa eta garapenari garrantzia ematen diola, aktiboki inbertitzen dela deialdi erraldoien garapenean. Etxeko litio-ioizko bateria berreskuratzeko patenteen eskaera atzerrian baino nabarmen handiagoa da Teknologia hazten ari da. (II) Barneko patente-eskatzaileen banaketa garrantzitsua 3. irudia Txinak nire herrialdeko eskatzaile garrantzitsuen patente-eskaera kopurua da.

Litio-ioizko bateriak birziklatzeko sektorea aurreko sekuentzialaren aurrean kokatzen da Hefei Quan Gaoke Power Energy, Bangpu Circular Technology, Central Plains University, Greenmeal, National Power Grid, Lanzhou Institute of Technology, Tianqi Lithium, Henan Normal University, China Aviation Lithium Electric, Tianjin Institute of Technology University, eta Shanghai Institute of Technology Ingeniaritza, nire herrialdea Qiumei Institute of Energy Engineering. Litio-ioizko bateriaren birziklapenaren arloan, unibertsitateak eta ikerketa institutuak, eta konpainiaren ikerketa- eta garapen-ilusioa eta ikerketa- eta garapen-indarra oso indartsuak dira, eta emaitza nabariak daude. Gainera, Hefei Qixuan-ek, patente-eskaerarik handiena, litio-ioizko bateriaren hondakinen birziklapenaren alorrean ez ezik, patente-eskaera handia ere badu litio-ioizko baterien beste alor batzuetan, eta litio-ioizko bateriaren teknologiaren ikerketetan oso aurretik dago.

(3) Etxeko eskatzaile garrantzitsuen aplikazio-joeraren azterketa eskatzaile garrantzitsuen aplikazio-joeretatik ikusi da. Garrantzitsua da 2011n eskaera egitea. 2011. urtearen ostean, patente-eskaera oso txikia dago, eta hori bat dator lehen aipatutako analisiarekin (ikus 4. irudia).

Horien artean, Hefei Guoxuan-en patente-eskaera kontzentratuagoa da, gehiena 2016an kontzentratzen da, 2017ko patente-eskaera batzuk ez direlako ezagutarazi, Hefei Guoxuan-en aplikazio-joera 2017an ezin da aldi baterako epai zehatza egin. Horrez gain, 2016an lehergailuen aplikazioen agerpena kontuan hartu gabe, jakin daiteke eremu honetako aplikazio-egoerak ezaugarri sakabanatuagoak erakutsi dituela, eta horrek ere erakusten du eremu horretan monopoliorik izan ez duten eskatzaileak. Arlo honetako aplikazio-egoerak ezaugarri sakabanatuagoa erakutsi du, eta horrek eremuan monopoliorik izan ez duten eskatzaileak ere erakusten ditu.

(1) Litio-ioietako baterien hondakinen birziklapena Metal birziklatutako eta litio-ioizko baterien material birziklatzea. 5. iruditik, jakina da metalaren egungo etxeko berreskurapena elektrodo positiboaren materialarena baino handiagoa dela. Hau garrantzitsua da elektrodo positiboaren materialaren birsorkuntza metodoa zailagoa delako, zailtasun teknikoa handia eta energia-kontsumoa handia delako.

(2) 6. Irudiko adar tekniko bakoitzerako aplikazioa, aurretratamenduak litio ioizko bateriaren hondakinen aurretratamendua eta bigarren mailako tratamendua dakar, litio ioizko bateriaren hondakinen desmuntatzea barne, eta material aktibo positiboak, fluido kolektiboak, elektrolitoak eta diafragmaren bereizketa edo antzekoak. Metalen artean litio-elementuekin eta beste metal-elementu batzuekin berreskuratzea dago. Elektrodo negatiboa garrantzitsua da grafitoa bezalako elektrodo negatiboen materialak birsortzeko metodoak konpontzeko.

Elektrolitoa garrantzitsua da elektrolito bat sartzea elektrolitorako aparatua berreskuratuz, eta elektrolito bat lortzea litio ioizko baterien hondakinen aurreprozesatu eta bigarren tratamenduaren bidez. Garrantzia diafragma modu eraginkorrean nola leheneratu dakar. Birsorkuntzaren birsorkuntza material positiboaren birsortzea da.

6. Irudian ikus daitekeenez, gaur egun litio-ioizko pilen hondakinen birziklapenaren kontzentrazio garrantzitsua dago aurretratamenduan eta bigarren mailako tratamenduan, batez ere litio-ioizko pilen hondakinen desegitea nola lortu, eta nola lortu material aktibo positiboak eta negatiboak bereizteko modu eraginkorrean. Fluidoa, elektrolitoa eta diafragma. Ez dago patente eskaera asko metalak berreskuratzeko eta birsorkuntza positiboa egiteko.

Litio-ioizko baterien hondakinen zailtasunik baliotsuenak eta teknikoak metalak berreskuratzea eta material positiboa birsortzea dira, eta alderdi honi buruzko ikerketa nahiko txikia da, honek erakusten du etxeko ikerketa oraindik ikerketaren hasierako fasean dagoela. Horien artean, litio-ioizko bateriaren hondakinen zailtasun teknikoaren zailtasunean, Green Mei, Lanzhou Unibertsitate Teknologikoa eta Henan Unibertsitate Normala dute aplikazio handiena, batez ere Lanzhou Unibertsitate Teknologikoa eta Henan Unibertsitate Normala, eta bere ikerketa garrantzitsua da birsorkuntzan. Honek erakusten du litio-ioizko baterien hondakinak birziklatzeko zailtasun handia dela eta, bere ikerketa eta garapen garrantzitsua institutu eta unibertsitateetan kontzentratzen dela oraindik.

Hefei Guoxuan nahiko handia den arren, garrantzitsua da litio-ioizko baterien hondakinen aurretratamenduari, bigarren mailako tratamenduari eta metalak berreskuratzeari buruzko ikerketa gutxiago egitea. Beste eskatzaile batzuk litio-ioizko baterien hondakinen aurreprozesatzeko eta bigarren mailako tratamendurako patente-eskaerak dira. 7. Irudian ikusten denez, etxeko hondakinen litio-ioi baterien ikerketa eta garapena gaur egun oso zailak diren aurretratamenduetan eta bigarren mailako tratamenduan kontzentratzen da.