เทคโนโลยีการฟื้นฟูแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เสียแล้ว: เทคโนโลยีการรีไซเคิลแบบเปียกเป็นหลัก

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Fa&39;atauina Fale Malosi feavea&39;i

โปรไฟล์เทคโนโลยีการกู้คืนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เทคโนโลยีทรัพยากรแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเสีย คือส่วนประกอบในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเสีย ตามหลักฟิสิกส์ คุณสมบัติทางเคมี และการแยกตามลำดับ โดยทั่วไปกระบวนการกู้คืนทั้งหมดแบ่งออกเป็น 4 ส่วน: (1) ส่วนการเตรียมการเบื้องต้น (2) การซ่อมแซมวัสดุอิเล็กโทรด (3) การชะล้างโลหะในอัตราส่วนที่เหมาะสม (4) การทำให้บริสุทธิ์ทางเคมี ในระหว่างกระบวนการกู้คืน ตามกระบวนการสกัดที่แตกต่างกัน เทคโนโลยีการกู้คืนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภท: (1) เทคโนโลยีการกู้คืนแบบแห้ง (2) เทคโนโลยีการกู้คืนแบบเปียก (3) เทคโนโลยีการกู้คืนทางชีวภาพ

การรีไซเคิลแบบแห้ง สิ่งที่สำคัญได้แก่ การแยกทางกลและการแก้ปัญหาความร้อนที่อุณหภูมิสูง (หรือโลหะวิทยาที่อุณหภูมิสูง) กระบวนการรีไซเคิลแบบแห้งนั้นสั้น และการรีไซเคิลแบบมีเป้าหมายมากขึ้นนั้นไม่แข็งแกร่ง เป็นขั้นตอนเบื้องต้นในการบรรลุถึงการกู้คืนการแยกโลหะ

การอ้างอิงถึงวิธีการกู้คืนวัสดุหรืออัตราส่วนของวัสดุหรือสิทธิพิเศษของวัสดุนั้นถือเป็นสิ่งสำคัญ ซึ่งสิ่งสำคัญคือแบตเตอรี่จะถูกบดโดยใช้วิธีการคัดแยกทางกายภาพและสารละลายความร้อนที่อุณหภูมิสูงหรือการแบ่งที่อุณหภูมิสูงเพื่อกำจัดสสารอินทรีย์ออกเพื่อรีไซเคิลองค์ประกอบต่อไป เทคโนโลยีการรีไซเคิลแบบเปียกมีความซับซ้อนมากกว่า แต่มีอัตราการกู้คืนโลหะราคาสูง และปัจจุบัน สิ่งสำคัญคือต้องบำบัดขยะแบตเตอรี่นิกเกิลและแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เทคนิคการกู้คืนแบบเปียก ได้แก่ การแพร่กระจาย และถ่ายโอนไอออนของโลหะจากวัสดุอิเล็กโทรดไปยังตัวกลางการชะล้าง จากนั้นจึงทำการแลกเปลี่ยนไอออน การตกตะกอน การดูดซับ เป็นต้น

การสกัดในสารละลาย เทคโนโลยีการกู้คืนทางชีวภาพมีต้นทุนต่ำ มลพิษน้อย สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ และถือเป็นทิศทางที่เหมาะสำหรับเทคโนโลยีการกู้คืนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในอนาคต เทคนิคการกู้คืนทางชีวภาพมีความสำคัญในการใช้การชะล้างด้วยจุลินทรีย์ แปลงส่วนประกอบที่มีประโยชน์ของระบบให้เป็นสารประกอบที่ละลายน้ำได้ และละลายอย่างเลือกสรร เพื่อให้ได้สารละลายที่มีโลหะที่มีประสิทธิภาพ โดยได้ส่วนประกอบเป้าหมายและส่วนประกอบของสิ่งเจือปน และในที่สุดก็กู้คืนลิเธียมโลหะ

ขณะนี้ การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการฟื้นฟูทางชีวภาพเพิ่งเริ่มต้นขึ้น จากนั้นค่อย ๆ แก้ปัญหาการเพาะเลี้ยงสายพันธุ์ที่มีประสิทธิภาพสูง ปัญหาเป็นระยะ ๆ และปัญหาการควบคุมที่เกี่ยวข้องกับสภาวะการชะล้าง จากลำดับของกระบวนการกู้คืน ขั้นตอนแรก: กระบวนการเตรียมการล่วงหน้า มีวัตถุประสงค์เพื่อแยกส่วนราคาของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเก่าออกก่อน เลือกวัสดุอิเล็กโทรดอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่ออำนวยความสะดวกในการรีไซเคิลในภายหลัง กระบวนการดำเนินไปอย่างเป็นไปด้วยดี

กระบวนการเตรียมการเบื้องต้นโดยทั่วไปจะประกอบด้วยการบด การบดละเอียด การคัดกรอง และการแยกทางกายภาพ วิธีการเตรียมการล่วงหน้าที่สำคัญ ได้แก่ (1) การชาร์จล่วงหน้า (2) การแยกทางกล (3) การอบด้วยความร้อน (4) สารละลายด่าง (5) การละลายตัวทำละลาย (6) การถอดประกอบด้วยมือ เป็นต้น ขั้นตอนที่ 2: การแยกวัสดุ

ขั้นตอนการเตรียมเบื้องต้นจะถูกทำให้เข้มข้นเพื่อให้ได้วัสดุอิเล็กโทรดผสมของอิเล็กโทรดบวกและอิเล็กโทรดลบ เพื่อแยกการกู้คืนร่วมของ Co, Li ฯลฯ และสกัดวัสดุอิเล็กโทรดผสมอย่างเลือกสรร กระบวนการแยกวัสดุสามารถแบ่งออกได้เป็นเทคโนโลยีการจำแนกประเภท ได้แก่ การกู้คืนแบบแห้ง การกู้คืนแบบเปียก และการกู้คืนทางชีวภาพ: (1) การชะล้างกรดอนินทรีย์ (2) การชะล้างแบบไบโอเมตริกซ์ (3) การชะล้างทางเคมีเชิงกล

ขั้นตอนที่ 3 : การทำให้บริสุทธิ์ทางเคมี วัตถุประสงค์คือเพื่อแยกและทำให้โลหะมูลค่าเพิ่มสูงต่างๆ บริสุทธิ์ในสารละลายที่ได้จากกระบวนการชะล้าง สารละลายชะล้างประกอบด้วยธาตุหลายชนิด เช่น Ni, Co, Mn, Fe, Li, Al และ Cu โดยที่ Ni, Co, Mn, Li เป็นธาตุโลหะที่กู้คืนมาที่สำคัญ

หลังจากปรับค่า pH แล้ว จะเลือก Al และ Fe จากนั้นจึงทำการประมวลผลธาตุต่างๆ เช่น Ni, Co, Mn และ Li ในสารละลายต่อไป วิธีการรีไซเคิลที่ใช้กันทั่วไปได้แก่ การตกตะกอนทางเคมี การวิเคราะห์เกลือ วิธีการแลกเปลี่ยนไอออน วิธีการสกัด และวิธีการอิเล็กโทรดิโพลเซต เส้นทางเทคนิคและแนวโน้มของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ทรงพลังในและต่างประเทศ: กระบวนการแบบเปียกและกระบวนการไพโรไลซิสที่อุณหภูมิสูงเป็นกระบวนการรีไซเคิลกระแสหลักของบริษัทกู้คืนแบตเตอรี่กระแสหลักต่างประเทศ ปัจจุบัน กระบวนการกู้คืนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกระแสหลักคือกระบวนการแบบเปียก กระบวนการและวลีอุณหภูมิสูงเป็นกระบวนการหลัก และส่วนใหญ่ได้รับการลงทุนในขั้นตอนการผลิตทางอุตสาหกรรม

เศรษฐศาสตร์การฟื้นตัวของลิเธียม ผู้ผลิตแบตเตอรี่แบบจำลองการถอดประกอบเองหรือการแยกส่วนโดยบุคคลที่สามเป็นกระแสหลักในปัจจุบันตั้งแต่ปี 2558 ด้วยการเกิดขึ้นของอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ และทิศทางของวัสดุแบตเตอรี่ (มุ่งสู่ทิศทางของวัสดุสามองค์ประกอบนิกเกิลสูง) การพัฒนา) ราคาของโคบอลต์ นิกเกิล และลิเธียมคาร์บอเนต/ลิเธียมไฮดรอกไซด์จะเพิ่มขึ้นตามแอมพลิจูดบางอย่าง ทำให้สามารถกู้คืนเศรษฐศาสตร์ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเก่าที่เป็นขยะได้ ระยะทางเฉลี่ยของรถยนต์ส่วนตัวในประเทศของฉันอยู่ที่ประมาณ 16,000 กิโลเมตร

ภายใต้เงื่อนไขการใช้รถยนต์ส่วนตัว อายุการใช้งานของรถยนต์ไฟฟ้า / ปลั๊กอินบริสุทธิ์อยู่ที่ประมาณ 4 ถึง 6 ปี รวมถึงรถบัส รถเช่า ฯลฯ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบไดนามิกแต่ละประเภทมีโลหะที่แตกต่างกัน ตามข้อมูลของสถาบันที่น่าเชื่อถือ สัดส่วนของยานพาหนะไฟฟ้าประเภทต่างๆ และความจุของลิเธียมที่ใช้หมุนเวียนนั้นคาดการณ์ไว้เกี่ยวกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เป็นแรงบันดาลใจในอนาคตของประเทศของฉัน

คาดว่าภายในปี 2018 แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบใช้พลังงานใหม่ที่ถูกทิ้งของประเทศฉันจะมีความจุถึง 11.8GWH และโลหะที่รีไซเคิลได้คือ นิกเกิล 1.8 ล้านตัน โคบอลต์ 2,003,400 ตัน แมงกานีส 03,400 ตัน คาดว่าภายในปี 2023 ในปีนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบใช้พลังงานใหม่ที่ถูกทิ้งจะมีความจุถึง 101GWH และโลหะที่รีไซเคิลได้คือ นิกเกิล 119,000 ตัน โคบอลต์ 230,000 ตัน แมงกานีส 20,000 ตัน

คาดว่าสถาบันที่มีอำนาจจะมีระดับการลดลงที่แตกต่างกันในระดับที่แตกต่างกันของราคาโลหะอื่นๆ นอกเหนือจากโคบอลต์ ตามข้อมูลดังกล่าว ในปี 2018 ขนาดตลาดโลหะรีไซเคิลจะสูงถึง 1.4 พันล้านหยวน

โคบอลต์ 870 ล้านหยวน 26 พันล้านหยวน; ถึงปี 2023 มูลค่าตลาดของโลหะรีไซเคิลสามารถเข้าถึงนิกเกิล 8.4 พันล้านหยวน โคบอลต์ 7.3 พันล้านหยวน แมงกานีส แมงกานีส 850 ล้านหยวน 16.

ลิเธียม 6 พันล้านหยวน 14.6 พันล้านหยวน การสร้างแบบจำลองการประเมินทางเศรษฐกิจสำหรับรายได้ของต้นทุนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพลังงาน ทำให้สามารถสร้างรายได้ของผลผลิตของวัสดุที่กู้คืนได้โดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ต่อไปนี้: BPRO หมายถึงกำไรของการกู้คืนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพลังงานขยะ CTOTAL หมายถึงการใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพลังงานขยะ รายได้ทั้งหมดของการกู้คืน CDepReciation หมายถึงค่าเสื่อมราคาของอุปกรณ์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบไดนามิกขยะ CUSE หมายถึงต้นทุนการใช้กระบวนการกู้คืนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบไดนามิกขยะ CTAX หมายถึงภาษีของบริษัทรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพลังงานขยะ

ต้นทุนการใช้การกู้คืนและนำแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบไดนามิกที่เหลือใช้กลับมาใช้ใหม่นั้นมีความสำคัญที่จะรวมถึง (1) ต้นทุนวัตถุดิบ (2) ต้นทุนวัสดุเสริม (3) ต้นทุนเชื้อเพลิงและพลังงาน (4) ต้นทุนการบำรุงรักษาอุปกรณ์ (5) ต้นทุนการจัดการสิ่งแวดล้อม (6) ต้นทุนแรงงาน จากสามแง่มุมของอัตรากำไรขั้นต้น ความเป็นไปได้ และความยั่งยืน สถาบันที่มีอำนาจเชื่อว่าแบบจำลองของผู้ผลิตแบตเตอรี่ที่รีไซเคิลการก่อตัวของโหมดวงจรปิดและกลไกการถอดแบบมืออาชีพของบุคคลที่สามโดยตรงเพื่อซื้อแบตเตอรี่เสียให้กับผู้ผลิตแบตเตอรี่เป็นแบบจำลองการกู้คืนพลังงานไฟฟ้าลิเธียมแบบกระแสหลักในปัจจุบัน และมีความประหยัดที่ดีกว่าในกรณีของการกู้คืนแบบผสมลิเธียมไฟฟ้า สมมติ: (1) ราคาโลหะปัจจุบัน (215,000 หยวน/ตัน, นิกเกิล 777 ล้านหยวน/ตัน, แมงกานีส 1 ล้านหยวน/ตัน, ลิเธียม 700,000 หยวน/ตัน, อลูมิเนียม 126,000 หยวน/ตัน, เหล็ก 0.

2 ล้าน / ตัน) และไม่พิจารณาผลประโยชน์ของการกู้คืนอื่น ๆ ; (2) พิจารณาการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพลังงานชนิดต่างๆ (ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต 70%, ลิเธียมแมงกานีส 7%, สามหยวน 23%) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกู้คืนแบบครบวงจร 3) ยกเว้นต้นทุนอื่นๆ นอกเหนือจากวัตถุดิบ: สถาบันมืออาชีพบุคคลที่สามได้รับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เป็นขยะจากโรงงานขนาดเล็กและอัตรากำไรขั้นต้นที่ย่อยสลายได้ซึ่งถึง 60% ตามด้วยรูปแบบการรีไซเคิลและการแปรรูปของพันธมิตรอุตสาหกรรม อัตรากำไรขั้นต้น 45% อย่างไรก็ตาม ในสองวิธีนี้ วิธีแรก (บุคคลที่สาม: การซื้อเวิร์กช็อปขนาดเล็ก) มีปัญหาเรื่องความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม และเวิร์กช็อปขนาดเล็กในปัจจุบันไม่ได้ตระหนักถึงมูลค่ามหาศาลของอุตสาหกรรมการกู้คืนลิเธียมอิเล็กทริก ราคาซื้อก็ต่ำ ดังนั้น แนวทางนี้จึงไม่มีการต่อเนื่อง วิธีหลัง (พันธมิตรทางอุตสาหกรรม) ปัจจุบันมีแนวโน้มน้อยกว่า เนื่องมาจากความสามัคคีของกฎระเบียบการจัดการที่เกี่ยวข้องและสภาพแวดล้อมทางกฎหมาย แต่ในอนาคตจะเป็นหนึ่งในแนวโน้ม วิธีอื่นสามวิธีนั้นมีความเป็นไปได้และยั่งยืน แต่รูปแบบกำไรขั้นต้นของผู้ผลิตแบตเตอรี่นั้นจะทำการรีไซเคิลและซื้อแบตเตอรี่ที่เป็นขยะให้กับผู้ผลิตโดยตรง ดังนั้นสถาบันที่มีอำนาจจึงเชื่อว่าทั้งสองโหมดนี้จะประกอบเป็นโหมดการรีไซเคิลกระแสหลักในปัจจุบัน

มูลค่าการกู้คืนของวัสดุแบตเตอรี่สามชนิดนั้นสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกำลังไฟฟ้าชนิดอื่น เช่น การกู้คืนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามมิติ ผู้ผลิตแบตเตอรี่ทำการรีไซเคิลโมเดลและโมเดลการรื้อถอนของบุคคลที่สามเพื่อใช้แบตเตอรี่ที่ใช้แล้วของผู้ผลิตแบตเตอรี่ มูลค่าการลงทุนที่มีคุณภาพ (2559) อัตรากำไรขั้นต้นได้ถึง 55% และ 48% ตามลำดับ และอุตสาหกรรมรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกำลังไฟฟ้าจะค่อยๆ บรรลุมาตรฐาน ขนาด และพันธมิตรในอุตสาหกรรมในอีกห้าปีข้างหน้า เนื่องจากผลกระทบต่อขนาดจึงทำให้มีอัตรากำไรขั้นต้นสูง นอกจากนี้ ผู้ผลิตเดิมที่ใช้โหมดรีไซเคิลและรูปแบบการรื้อถอนของบุคคลที่สามเพื่อผลิตแบตเตอรี่ขยะยังคงมีระบบเศรษฐกิจที่แข็งแกร่ง