कचरा लिथियम आयन बॅटरीचे पुनरुज्जीवन तंत्रज्ञान: ओले पुनर्वापर तंत्रज्ञान प्रामुख्याने आहे

लेखक: आयफ्लोपॉवर - पोर्टेबल पॉवर स्टेशन पुरवठादार

लिथियम-आयन बॅटरी रिकव्हरी टेक्नॉलॉजी प्रोफाइल कचरा लिथियम-आयन बॅटरी रिसोर्स टेक्नॉलॉजी म्हणजे कचरा लिथियम-आयन बॅटरीमधील घटक, त्यांच्या संबंधित भौतिकशास्त्र, रासायनिक गुणधर्म आणि पृथक्करणानुसार. सर्वसाधारणपणे, संपूर्ण पुनर्प्राप्ती प्रक्रिया 4 भागांमध्ये विभागली जाते: (1) पूर्व-उपचार भाग; (2) इलेक्ट्रोड मटेरियल दुरुस्ती; (3) रेशो मेटलचे लीचिंग; (4) रासायनिक शुद्धीकरण. पुनर्प्राप्ती प्रक्रियेदरम्यान, वेगवेगळ्या निष्कर्षण प्रक्रियेनुसार, लिथियम आयन बॅटरीजच्या पुनर्प्राप्ती तंत्रज्ञानाचे तीन श्रेणींमध्ये विभाजन केले जाऊ शकते: (१) कोरडे पुनर्प्राप्ती तंत्रज्ञान; (२) ओले पुनर्प्राप्ती तंत्रज्ञान; (३) जैविक पुनर्प्राप्ती तंत्रज्ञान.

कोरड्या पुनर्वापरात यांत्रिक पृथक्करण आणि उच्च तापमान थर्मल द्रावण (किंवा उच्च तापमान धातूशास्त्र) यांचा समावेश होतो. कोरड्या पुनर्वापराची प्रक्रिया लहान असते आणि अधिक लक्ष्यित पुनर्वापर मजबूत नसतो. धातू वेगळे करण्याची पुनर्प्राप्ती साध्य करण्याचा हा एक प्राथमिक टप्पा आहे.

सामग्री पुनर्प्राप्त करण्याची पद्धत किंवा सामग्रीचे गुणोत्तर किंवा सामग्रीच्या विशेषाधिकाराचा संदर्भ घेणे महत्वाचे आहे, जे महत्वाचे आहे की बॅटरी भौतिक वर्गीकरण पद्धतीने आणि उच्च तापमान उष्णता द्रावणाद्वारे किंवा उच्च तापमान विभाजनाद्वारे क्रश केली जाते जेणेकरून पुढील घटक पुनर्वापरासाठी सेंद्रिय पदार्थ काढून टाकता येतील. ओल्या पुनर्वापराचे तंत्रज्ञान अधिक क्लिष्ट आहे, परंतु प्रत्येक किमतीच्या धातूचा पुनर्प्राप्ती दर जास्त आहे आणि सध्या कचरा निकेल बॅटरी आणि लिथियम-आयन बॅटरीवर प्रक्रिया करणे महत्वाचे आहे. ओले पुनर्प्राप्ती तंत्रे म्हणजे मेटास्टेसिस, आणि इलेक्ट्रोड मटेरियलमधून धातूचे आयन लीचिंग माध्यमात हस्तांतरित करतात आणि नंतर आयन एक्सचेंज, पर्जन्य, शोषण इत्यादीद्वारे.

द्रावणात काढणे. जैविक पुनर्प्राप्ती तंत्रज्ञानाची किंमत कमी आहे, प्रदूषण कमी आहे, पुन्हा वापरता येते आणि भविष्यातील लिथियम-आयन बॅटरी पुनर्प्राप्ती तंत्रज्ञानाची आदर्श दिशा आहे. सूक्ष्मजीव लीचिंग वापरणे, प्रणालीतील उपयुक्त घटकांचे विरघळणारे संयुगे आणि निवडकपणे विरघळवणे, प्रभावी धातू असलेले द्रावण मिळवणे, लक्ष्य घटक आणि अशुद्धता घटकांची जाणीव करून देणे आणि शेवटी लिथियम धातू पुनर्प्राप्त करणे यासाठी जैविक पुनर्प्राप्ती तंत्रे महत्त्वाची आहेत.

सध्या, जैविक पुनर्प्राप्ती तंत्रज्ञानावर संशोधन नुकतेच सुरू झाले आहे, आणि नंतर हळूहळू उच्च-कार्यक्षमतेच्या जातींची लागवड, नियतकालिक समस्या आणि लीचिंग परिस्थितीशी संबंधित नियंत्रण समस्या सोडवल्या जातात. पुनर्प्राप्ती प्रक्रियेच्या क्रमानुसार, पहिली पायरी: प्रीट्रीटमेंट प्रक्रिया, त्याचा उद्देश सुरुवातीला जुन्या लिथियम आयन बॅटरीच्या किमतीचा भाग वेगळा करणे, इलेक्ट्रोड मटेरियलला कार्यक्षमतेने निवडकपणे समृद्ध करणे इत्यादी आहे, जेणेकरून त्यानंतरची पुनर्वापर प्रक्रिया चांगली चालली आहे.

प्रीट्रीटमेंट प्रक्रियेमध्ये सामान्यतः क्रशिंग, ग्राइंडिंग, स्क्रीनिंग आणि फिजिकल सेपरेशन यांचा समावेश असतो. महत्त्वाच्या प्रीट्रीटमेंट पद्धतींमध्ये हे समाविष्ट आहे: (१) प्री-चार्ज; (२) यांत्रिक पृथक्करण; (३) उष्णता उपचार; (४) अल्कली द्रावण; (५) द्रावक विरघळवणे; (६) मॅन्युअल पृथक्करण इ. पायरी २: साहित्य वेगळे करणे.

सकारात्मक इलेक्ट्रोड आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोडचे मिश्रित इलेक्ट्रोड मटेरियल मिळविण्यासाठी प्रीट्रीटमेंट टप्पा समृद्ध केला जातो, जेणेकरून Co, Li, इत्यादींचे सह-पुनर्प्राप्ती वेगळे करून, मिश्रित इलेक्ट्रोड मटेरियल निवडकपणे काढता येईल. पदार्थ वेगळे करण्याची प्रक्रिया कोरड्या पुनर्प्राप्ती, ओल्या पुनर्प्राप्ती आणि जैविक पुनर्प्राप्तीच्या वर्गीकरण तंत्रज्ञानात देखील विभागली जाऊ शकते: (१) अजैविक आम्ल लीचिंग; (२) बायोमेट्रिक लीचिंग; (३) यांत्रिक रासायनिक लीचिंग.

पायरी ३: रासायनिक शुद्धीकरण. लीचिंग प्रक्रियेद्वारे मिळणाऱ्या द्रावणातील विविध उच्च मूल्यवर्धित धातू वेगळे करणे आणि शुद्ध करणे हा त्याचा उद्देश आहे. लीचिंग सोल्युशनमध्ये Ni, Co, Mn, Fe, Li, Al आणि Cu असे अनेक घटक असतात, ज्यामध्ये Ni, Co, Mn, Li हा एक महत्त्वाचा पुनर्प्राप्त धातू घटक आहे.

pH समायोजित केल्यानंतर, Al आणि Fe ची निवड केली जाते आणि लीचमधील Ni, Co, Mn आणि Li सारख्या घटकांवर पुढील प्रक्रिया केली जाते. सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या पुनर्वापर पद्धतींमध्ये रासायनिक अवक्षेपण, मीठ विश्लेषण, आयन विनिमय पद्धत, निष्कर्षण पद्धत आणि इलेक्ट्रोडपोझिशन पद्धत यांचा समावेश होतो. देशांतर्गत आणि परदेशात शक्तिशाली लिथियम-आयन बॅटरीमधील तांत्रिक मार्ग आणि ट्रेंड: ओले प्रक्रिया आणि उच्च तापमान पायरोलिसिस हे मुख्य प्रवाहातील तुलनात्मक परदेशी मुख्य प्रवाहातील बॅटरी पुनर्प्राप्ती कंपन्या आहेत. पुनर्वापर प्रक्रिया आढळू शकते, सध्या मुख्य प्रवाहातील लिथियम-आयन बॅटरी पुनर्प्राप्ती प्रक्रिया ओली आहे. प्रक्रिया आणि उच्च तापमान वाक्यांश मुख्य आहेत आणि औद्योगिक उत्पादन टप्प्यात मोठा भाग गुंतवला गेला आहे.

लिथियम रिकव्हरी इकॉनॉमिक्स, बॅटरी उत्पादकांचे सेल्फ-डिसेम्ब्ली किंवा थर्ड-पार्टी डिसमॅन्स्टलिंग मॉडेल २०१५ पासून सध्याचा मुख्य प्रवाह आहे, नवीन ऊर्जा ऑटोमोटिव्ह उद्योगाच्या उद्रेकासह आणि बॅटरी मटेरियलची दिशा (उच्च निकेल टर्नरी मटेरियलच्या दिशेने) विकास), कोबाल्ट, निकेल आणि लिथियम कार्बोनेट / लिथियम हायड्रॉक्साईडची किंमत एका विशिष्ट मोठेपणाने वाढेल. यामुळे जुन्या टाकाऊ लिथियम आयन बॅटरीचे अर्थशास्त्र पुनर्प्राप्त करणे शक्य होते. माझ्या देशात खाजगी कारचे सरासरी मायलेज अंदाजे १६,००० किलोमीटर आहे.

खाजगी कारच्या वापराच्या परिस्थितीत, शुद्ध इलेक्ट्रिक / प्लग-इन कारचे उपयुक्त आयुष्य सुमारे ४ ते ६ वर्षे असते; संबंधित बस, भाड्याने घेतलेल्या कार इ. वेगवेगळ्या प्रकारचे डायनॅमिक लिथियम-आयन बॅटरी धातू वेगवेगळे असतात. अधिकृत संस्थांनुसार, विविध प्रकारच्या इलेक्ट्रिक वाहनांचे प्रमाण आणि सायकलिंग लिथियम कॅपेसिटन्स माझ्या देशाच्या भविष्यातील प्रेरणादायी लिथियम-आयन बॅटरीबद्दल भाकित केले जाते.

असा अंदाज आहे की २०१८ पर्यंत, माझ्या देशातील नवीन स्क्रॅप केलेली पॉवर लिथियम-आयन बॅटरी ११.८GWH पर्यंत पोहोचेल आणि पुनर्वापर करण्यायोग्य धातू आहे: निकेल १.८ दशलक्ष टन, कोबाल्ट, २००३,४०० टन मॅंगनीज, ०३,४०० टन; अंदाज आहे की २०२३ मध्ये, नवीन स्क्रॅप केलेली पॉवर लिथियम-आयन बॅटरी १०१GWH पर्यंत पोहोचेल आणि पुनर्वापर करण्यायोग्य धातू आहे: निकेल ११९,००० टन, कोबाल्ट, २३०,००० टन, मॅंगनीज, २०,००० टन लिथियम.

अधिकृत संस्थेकडून धातूच्या कोबाल्ट व्यतिरिक्त इतर धातूंच्या किमतींमध्ये वेगळ्या प्रमाणात घट होण्याची अपेक्षा आहे. यानुसार, २०१८ मध्ये, पुनर्वापर करण्यायोग्य धातूचा बाजार आकार १.४ अब्ज युआनपर्यंत पोहोचेल.

कोबाल्ट ८७० दशलक्ष युआन, २६ अब्ज युआन; २०२३ पर्यंत, पुनर्वापर करण्यायोग्य धातूचे बाजार मूल्य निकेल ८.४ अब्ज युआन, कोबाल्ट ७.३ अब्ज युआन, मॅंगनीज ८५० दशलक्ष युआन, १६ पर्यंत पोहोचू शकते.

६ अब्ज युआन लिथियम १४.६ अब्ज युआन. पॉवर लिथियम आयन बॅटरीच्या किमतीच्या उत्पन्नासाठी एक किफायतशीर मूल्यांकन मॉडेल स्थापित करून, पुनर्प्राप्ती सामग्री आउटपुटचे उत्पन्न खालील गणितीय मॉडेलद्वारे केले जाऊ शकते: BPRO कचरा पॉवर लिथियम-आयन बॅटरीच्या पुनर्प्राप्तीचा नफा दर्शवितो; CTOTAL कचरा पॉवर लिथियम-आयन बॅटरीचा वापर दर्शवितो वसूल केलेल्या एकूण उत्पन्नाचे; CDepReciation कचरा डायनॅमिक लिथियम-आयन बॅटरी उपकरणाच्या घसारा खर्चाचे प्रतिनिधित्व करते; CUSE कचरा डायनॅमिक लिथियम-आयन बॅटरी पुनर्प्राप्ती प्रक्रियेच्या वापराचा खर्च दर्शवितो; CTAX म्हणजे कचरा पॉवर लिथियम-आयन बॅटरी रीसायकलिंग कंपनीचा कर आकारणी.

कचरा गतिमान लिथियम-आयन बॅटरी पुनर्प्राप्ती आणि पुनर्संसाधनाच्या वापराच्या खर्चात खालील गोष्टींचा समावेश करणे महत्त्वाचे आहे: (१) कच्च्या मालाचा खर्च; (२) सहाय्यक साहित्याचा खर्च; (३) इंधन वीज खर्च; (४) उपकरणांच्या देखभालीचा खर्च; (५) पर्यावरण हाताळणीचा खर्च; (६) कामगार खर्च. एकूण नफा मार्जिन, व्यवहार्यता आणि शाश्वतता या तीन पैलूंवरून, अधिकृत संस्थांचा असा विश्वास आहे की बॅटरी उत्पादकांचे मॉडेल थेट रीसायकल करणे, क्लोज्ड-लूप मोडची निर्मिती आणि बॅटरी उत्पादकांना कचरा बॅटरी खरेदी करण्यासाठी तृतीय-पक्ष व्यावसायिक विघटन यंत्रणा हे सध्याचे मुख्य प्रवाहातील पॉवर लिथियम इलेक्ट्रिक रिकव्हरी मॉडेल आहे आणि लिथियम इलेक्ट्रिकल कंपोझिट रिकव्हरीच्या बाबतीत चांगल्या अर्थव्यवस्थेसह. समजा: (१) सध्याची धातूची किंमत (२१५,००० युआन/टन, निकेल ७७७ दशलक्ष युआन/टन, मॅंगनीज १ दशलक्ष/टन, लिथियम ७००,००० युआन/टन, अॅल्युमिनियम १२६,००० युआन/टन, लोखंड ०.

२ दशलक्ष / टन) आणि इतर पुनर्प्राप्तीचे फायदे विचारात घेऊ नका; (२) विविध प्रकारच्या पॉवर लिथियम आयन बॅटरीचा वापर विचारात घ्या (७०% लिथियम आयर्न फॉस्फेट, ७% लिथियम मॅंगनेट, तीन युआन २३%) व्यापक पुनर्प्राप्ती लिथियम आयन बॅटरी; ३) कच्च्या मालाबाहेरील इतर खर्च वगळता: तृतीय-पक्ष व्यावसायिक संस्था लहान कार्यशाळांमधून कचरा लिथियम-आयन बॅटरी मिळवतात आणि विघटित एकूण नफा मार्जिन ६०% पर्यंत पोहोचतो; त्यानंतर उद्योग युतींच्या पुनर्वापर आणि प्रक्रियेचे स्वरूप येते, एकूण नफा मार्जिन ४५%. तथापि, या दोन प्रकारे, पहिल्या (तृतीय पक्ष: लहान कार्यशाळा खरेदी करणे) मध्ये सुरक्षितता आणि पर्यावरणीय समस्या आहेत आणि सध्याच्या लहान कार्यशाळेने लिथियम-इलेक्ट्रिक पुनर्प्राप्ती उद्योगाचे प्रचंड मूल्य ओळखले नाही, खरेदी किंमत कमी आहे, म्हणून या दृष्टिकोनात सततता नाही; नंतरचे (उद्योग युती) सध्या संबंधित व्यवस्थापन नियम आणि कायदेशीर वातावरणाच्या एकतेमुळे असण्याची शक्यता कमी आहे, परंतु भविष्यातील ट्रेंडपैकी एक असेल. इतर तीन मार्ग व्यवहार्य आणि शाश्वत आहेत, परंतु बॅटरी उत्पादकांनी थेट पुनर्वापर केलेल्या आणि उत्पादकांना कचरा बॅटरी खरेदी केलेल्या मॉडेलच्या एकूण नफ्याचे मार्जिन, त्यामुळे अधिकृत संस्थांचा असा विश्वास आहे की हे दोन्ही मार्ग सध्याच्या मुख्य प्रवाहातील पुनर्वापर मोडची स्थापना करतील.

टर्नरी बॅटरी मटेरियलचे रिकव्हरी व्हॅल्यू इतर पॉवर लिथियम आयन बॅटरीपेक्षा जास्त आहे, जसे की त्रिमितीय लिथियम-आयन बॅटरी रिकव्हर करणे, बॅटरी उत्पादकाने मॉडेलचे रीसायकल केले आणि तृतीय-पक्षाचे डिसमॅन्टलिंग मॉडेल बॅटरी उत्पादकाच्या वापराच्या बॅटरीच्या वापरासाठी गुणवत्ता गुंतवणूक मूल्य (२०१६). एकूण नफ्याचे मार्जिन अनुक्रमे ५५% आणि ४८% पर्यंत पोहोचले आहे आणि पॉवर लिथियम-इलेक्ट्रिक रीसायकलिंग उद्योग पुढील पाच वर्षांत हळूहळू मानकीकरण, स्केल आणि उद्योग युती साध्य करेल. त्याच्या स्केल इफेक्टमुळे, त्याचा सकल नफा मार्जिन जास्त असेल. याव्यतिरिक्त, मूळ उत्पादक पुनर्वापर मोड आणि कचरा बॅटरी तयार करण्यासाठी तृतीय-पक्ष विघटन मॉडेलमध्ये अजूनही मजबूत अर्थव्यवस्था आहे.