מיחזור סוללות ליתיום מתייחס לתהליך של טיפול בסוללות ליתיום שהגיעו לסוף חיי השירות שלהן לאחר שימוש ממושך, כאשר הביצועים הפנימיים שלהן ירדו עד כדי בלתי שמישים לייעודם המקורי. זה כרוך בסדרה של תהליכי ניצול פיזיים, כימיים, ביולוגיים ומדורגים כדי לחלץ ולהבדיל בצורה שיטתית ויעילה את החומרים בעלי הערך שבתוכם, ובכך להחזיר את ערכם התועלת.
סוגי טכנולוגיות מיחזור סוללות ליתיום
מנקודת מבט רחבה, טכנולוגיית מיחזור סוללות ליתיום מסווגת בעיקר לשני סוגים:עיבוד מחדשומִשׁנִיניצול.
מיחזור רגנרטיביהטכנולוגיה כוללת-עיבוד מקדים של סוללות ליתיום מבוזבזות כדי לפרוק אותן במלואן, ואחריה שיטות פיזיקליות (יבשות), כימיות או ביולוגיות להפרדת מתכות יקרות ערך כמו ניקל, קובלט, ליתיום ומנגן-יחד עם חומרים שניתנים להשבתה ממבנה הסוללה-לתרכובות מתכת או חומרי גלם חדשים של ליתיום.
מיחזור ניצול היררכיהטכנולוגיה כוללת פירוק, בדיקה, מיון והגדרה מחדש של התאים או ערכות הסוללות מפסולת סוללות ליתיום לאריזות סוללות חדשות ובריאות. לאחר מכן נעשה בהם שימוש חוזר מבני בשדות יישומים שונים. גישה זו בעצם מאפשרת ניצול מובנה, שכבות ויעיל של סוללות ליתיום.
זרימת תהליך מיחזור סוללת ליתיום
טכנולוגיית מיחזור פיזית: תהליך המחלץ חומרים יקרי ערך מהרכיבים הפנימיים של-סוללות הספק-של סוף החיים-כגון חומרים פעילים אלקטרודות, קולטי זרם ומארזי סוללות-באמצעות סדרה של שלבים הכוללים ריסוק, סינון, הפרדה מגנטית, טחינה עדינה ומיון. חומרים משוחזרים אלה מעובדים לאחר מכן למחזור נוסף. טכניקת הליבה כוללת שיקום חומר לאחר ריסוק והקרנה, המהווה תהליך פיזי טהור יחסית.
טכנולוגיית מיחזור רטוב: לאחר פירוק ועיבוד מוקדם של סוללות פסולת-, הן מומסות בתמיסות חומציות או אלקליות כדי לחלץ יסודות מתכת יקרי ערך. לאחר מכן, מתכות יקרות ערך שנותרו מוחזרות באמצעות שיטות חילופי יונים והפצת אלקטרודה. תהליך הליבה כולל שטיפה ומיצוי אבקות אלקטרודות באמצעות ריאגנטים כימיים.
טכנולוגיית מיחזור פירומטלורגית: מעטפת הסוללה מופשטת, ולבת הסוללה מעורבבת עם קוקה ואבן גיר. לאחר קליית הפחתה מתקבלת סגסוגת פחמן המכילה ליתיום מתכתי, קובלט, ניקל, אלומיניום ואלמנטים נוספים. בסיגים מתמצקים פלואור וזרחן מהאלקטרוליט, שיכולים לשמש כתוספים לחומרי בניין או לבטון. עיבוד נוסף לאחר מכן, כאשר התהליך כולו הושלם בטמפרטורות גבוהות. תהליך הליבה פירומטלורגי כולל פירוליזה-בטמפרטורה גבוהה כדי להשיג תחמוצות מתכות.
השוואה בין שלוש שיטות מיחזור:
שיטות מיחזור רטוב מציעות את היעילות הגבוהה ביותר וטכנולוגיה בוגרת.
① מיחזור פיזי כולל תהליך פשוט שאינו דורש כימיקלים נוספים, מה שהופך אותו לאופציה הידידותית ביותר לסביבה, אך עם יעילות שחזור נמוכה.
② מיחזור רטוב משיג שיעורי שחזור גבוהים יותר עבור מתכות יקרות ערך, יש לו דרישות ציוד נמוכות, ומשתמש בטכנולוגיה בוגרת; עם זאת, התהליך מורכב, דורש שיטות רטובות מיוחדות עבור סוגי סוללות שונים, כרוך בעלויות גבוהות יותר, ועלול לגרום לזיהום סביבתי אם מטפלים בהם בצורה לא נכונה.
③ שחזור פירומטלורגי פשוט יחסית עם תאימות גבוהה, מתאים לעיבוד-בקנה מידה גדול של סוללות ליתיום מגוונות. עם זאת, הוא דורש צריכת אנרגיה גבוהה, דורש ציוד מתוחכם ומציב אתגרים סביבתיים משמעותיים.
התאוששות הידרופטלורגית היא התהליך המרכזי. שחזור זהב הידרו-מטלורגי מוכר באופן נרחב בזכות צריכת האנרגיה הנמוכה שלו, שיעורי ההחלמה הגבוהים, טוהר המוצר הגבוה ודרישות הציוד הצנועות שלו. השלבים העיקריים בהפקת זהב רטוב- עבור פסולת סוללות כוללים טיפול מקדים, עיבוד מקדים, שטיפת חומצה/אלקלית, טיהור תשטוף, הפרדה/מיצוי ומשקעים יסודיים. הליבה של תהליך המיחזור הרטוב- נמצאת בשלב שטיפת המתכות, שבו משתמשים בחומצות אנאורגניות או אורגניות כדי לשחזר מתכות כיונים לתמיסות חומצה.
