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Con la trasformazione e il potenziamento dell'energia a livello globale e la proposta dell'obiettivo "3060", nel settore automobilistico i veicoli a nuova energia al posto dei veicoli a combustibile sono diventati la direzione di sviluppo dell'industria automobilistica del futuro.
Nel campo della generazione di energia, progettazione di sistemi di accumulo di energia a batteria come importante infrastruttura di supporto per lo sviluppo su larga scala delle nuove energie, si sta sviluppando rapidamente. Questo non solo porta a una domanda di batterie agli ioni di litio su larga scala, ma crea anche molte opportunità per la produzione di energia elettrica. riciclaggio delle batterie al litio. È inoltre possibile controllare fornitore top BESS per avere maggiori informazioni sull'accumulo di energia a batteria.
Questo articolo presenterà la panoramica, i tipi, il significato, i metodi e le prospettive future del riciclaggio delle batterie al litio.
Che cos'è il riciclaggio delle batterie al litio?
Secondo la classificazione dei materiali catodici delle batterie al litio, le batterie al litio sono principalmente costituite da cobalto di litio, manganato di litio, fosfato di ferro di litio e batterie al litio ternarie, e i principali scenari di applicazione sono nel campo dei veicoli a nuova energia, dell'elettronica 3C e dell'accumulo di energia elettrochimica.
Il riciclaggio della batteria al litio si riferisce al caso in cui la batteria al litio sia stata utilizzata per lungo tempo. Le prestazioni interne sono state ridotte allo stato di rottame e non possono svolgere un ruolo normale sul campo. Il riciclaggio della batteria al litio è un'operazione che richiede una serie di processi fisici, chimici, biologici, di utilizzo echelon e altri processi, un uso strutturato ed efficiente e la differenziazione dei materiali interni correlati, per poi plastificare il suo nuovo valore d'uso.
Riciclaggio di diversi tipi di batterie al litio
Riciclaggio delle batterie al litio
I vari materiali strutturali delle batterie di potenza producono un inquinamento diverso. Le batterie al litio di potenza sono composte principalmente da positivo, negativo e separatore, elettrolita per batterie, componenti strutturali e altri componenti strutturali, diversi componenti strutturali della batteria non solo contenuti nella categoria delle risorse, la natura dell'impatto sull'ambiente e la forma del danno sono diversi, gli oggetti di riciclaggio delle risorse e il loro valore intrinseco sono anche diversi.
Riciclaggio delle batterie elettroniche al litio 3C
Cobalto, manganese e litio sono al centro del riciclaggio delle batterie elettroniche al litio 3C. Nei prodotti elettronici 3C di fascia alta, vengono utilizzati più materiali catodici per le batterie al cobalto di litio con alta tensione, alta tensione e altre caratteristiche. Nei prodotti elettronici 3C di fascia bassa, vengono utilizzate più batterie al manganato di litio con eccellenti prestazioni a costi complessivi, quindi gli oggetti di riciclaggio delle risorse per le batterie al litio elettroniche 3C sono più cobalto, manganese e litio, tre risorse rare.
Accumulo di energia elettrochimica Riciclaggio delle batterie al litio
Ferro, litio e così via sono il fulcro del riciclaggio delle batterie al litio per l'accumulo di energia elettrochimica. Attualmente, i principali metodi di stoccaggio dell'energia sono l'accumulo con pompaggio nell'accumulo di energia fisica e l'accumulo di energia elettrochimica, che rappresentano rispettivamente quasi 90% e 8%, di cui batterie agli ioni di litio per l'accumulo di energia rappresenta il 90% dell'accumulo di energia elettrochimica con le sue eccellenti prestazioni globali.
Il materiale catodico delle batterie al litio per l'accumulo elettrochimico di energia utilizza fondamentalmente batterie al litio-fosfato di ferro con prestazioni ad alto costo, basso inquinamento e lunga durata. Pertanto, per il recupero delle batterie al litio per l'accumulo di energia elettrochimica, vengono estratti più elementi metallici come il ferro e il litio nelle batterie al litio-fosfato di ferro.
Fattori trainanti e importanza del riciclaggio delle batterie al litio
La pressione ambientale e i fattori economici sono i principali motori dell'industria del riciclaggio delle batterie al litio. Il riciclaggio delle batterie al litio non solo può ridurre la pressione ambientale della popolazione mondiale, costruendo una terra verde migliore, ma anche alleviare la scarsità di metalli rari nel mondo, migliorare l'economia industriale di varie batterie al litio nel settore e promuovere il vigoroso sviluppo dell'industria nel campo delle batterie al litio.
Naturalmente, la riduzione della pressione ambientale e il miglioramento dell'economia industriale di varie batterie al litio sono anche i principali fattori di sviluppo dell'industria del riciclaggio delle batterie.
Rassegna storica del riciclaggio delle batterie agli ioni di litio
Il riciclaggio delle batterie al litio ha attraversato tre fasi nella storia e il livello tecnico è gradualmente migliorato.
La prima fase è quella iniziale della ricerca tecnologica (prima del 2015), la seconda è la fase pilota dell'industrializzazione (2015-2021) e la terza è quella dello sviluppo su larga scala (dopo il 2021).
Nella prima fase, i ricercatori hanno estratto metalli e composti preziosi dai rifiuti delle batterie al litio disassemblandoli e separandoli, ma a quel tempo, a causa delle attrezzature e delle limitazioni tecniche, l'efficienza del riciclaggio è estremamente bassa, il costo è estremamente elevato ed è quasi impossibile ottenere un'applicazione su larga scala.
Nella seconda fase, alcune aziende leader hanno iniziato a investire nella costruzione di linee di produzione per il riciclaggio delle batterie al litio, sfruttando i propri abbondanti fondi e collaborando con il sostegno politico del governo, e hanno realizzato con successo l'intero valore delle batterie al litio riciclate, dal riciclaggio dei rifiuti di batterie al litio al riciclaggio finale dei materiali.
Nella terza fase, la tecnologia del processo di riciclaggio delle batterie al litio è gradualmente maturata e molte aziende vi hanno investito, formando una catena industriale di riciclaggio delle batterie al litio relativamente perfetta, migliorando notevolmente il riciclaggio e l'utilizzo delle batterie al litio e riducendo in modo significativo l'inquinamento dell'ambiente ecologico globale dovuto alla scarica diretta delle batterie al litio.
Quali sono i metodi di riciclaggio delle batterie al litio?
Esistono tre metodi comuni: il riciclaggio diretto, l'idrometallurgia e la pirometallurgia.
Dal punto di vista delle categorie generali, la tecnologia di riciclaggio delle batterie al litio si divide principalmente in due categorie: riciclaggio e utilizzo di livello superiore.
La tecnologia di riciclaggio si riferisce al metodo tecnico di separazione dei metalli preziosi con valore di riciclaggio, come nichel, cobalto, litio, manganese e altri materiali di valore nella struttura compositiva delle batterie al litio e alla produzione di composti metallici o materie prime delle batterie al litio mediante metodi fisici (a secco), chimici, biologici e di altro tipo dopo il pretrattamento dei rifiuti di batterie al litio e lo scarico completo.
La tecnologia di riciclaggio con utilizzo a cascata si riferisce alla modalità di tecnologia di riciclaggio che smonta, testa, smista e riorganizza le celle o i pacchi di batterie al litio di scarto in un nuovo pacco di batterie sane, per poi ridistribuirle in diversi campi di applicazione per un uso strutturato, che è in realtà un uso strutturale stratificato ed efficiente delle batterie al litio.
Tecnologia di riciclaggio - Metodo fisico
La tecnologia di recupero fisico nella tecnologia di riciclaggio può anche essere chiamata tecnologia di recupero a secco, cioè l'estrazione fisica diretta dei metalli preziosi nelle batterie al litio e di alcune delle materie prime combinate delle batterie al litio, compresi principalmente i metodi di separazione meccanica e i metodi di pirolisi ad alta temperatura di due metodi.
Il metodo di separazione meccanica è principalmente separato e raffinato da metodi fisici come la frantumazione, la vagliatura e la separazione magnetica a causa delle differenze fisiche dei diversi materiali presenti nelle batterie al litio. Il principio della pirolisi ad alta temperatura consiste principalmente nel rimuovere il legante presente nel materiale attraverso l'incenerimento ad alta o bassa temperatura e nel promuovere la reazione REDOX del metallo o dei composti organici, in modo da ottenere la separazione e il recupero dei diversi metalli e delle materie prime delle batterie al litio.
Il recupero fisico presenta i vantaggi di un processo semplice e può essere combinato con l'automazione, ma ci sono impurità nei metalli preziosi recuperati che devono essere ulteriormente purificati, alcune materie prime delle batterie al litio vengono decomposte ad alta temperatura, con conseguente perdita di quantità di recupero, la necessità di supportare la corrispondente apparecchiatura di recupero dei gas di coda e un maggiore consumo energetico, e gli svantaggi sono relativamente significativi.
Pertanto, il metodo fisico è generalmente applicabile solo al processo di trattamento preliminare della modalità di riciclaggio o al processo di riciclaggio con requisiti relativamente semplici e approssimativi per la varietà di materiali di riciclaggio delle batterie al litio.
Tecnologia di riciclaggio -- metodo chimico (metodo a umido)
La tecnologia di recupero chimico nella tecnologia di riciclaggio adotta principalmente la tecnologia di recupero a umido, e la tecnologia di recupero a umido si riferisce principalmente all'estrazione di sostanze metalliche solide nei materiali degli elettrodi mediante soluzione acido-base.
Il processo principale del recupero a umido consiste nel vagliare e classificare i rifiuti delle batterie al litio, quindi rimuovere l'involucro e scioglierlo in una soluzione acido-base per estrarre i metalli preziosi, e infine estrarre i composti metallici preziosi come il carbonato di litio, il solfato di nichel e il solfato di cobalto attraverso il metodo dello scambio ionico e l'elettrodeposizione.
Sebbene il metodo di recupero a umido richieda l'uso di solventi acidi e alcalini e di altri solventi corrosivi con costi aggiuntivi per il controllo dell'inquinamento e altri difetti, il suo processo di recupero è maturo, l'elevata purezza dei prodotti riciclati, l'economia complessiva del processo di recupero è relativamente ovvia, la tecnologia di recupero a umido è diventata la tecnologia di riciclaggio delle batterie al litio più diffusa al mondo in Cina.
Tecnologia di riciclaggio - Metodo biologico
La tecnologia di riciclaggio biologico è una tecnologia di riciclaggio delle batterie al litio che estrae metallo e composti organici dai materiali delle batterie attraverso la generazione e il metabolismo microbico, e conduce alcuni processi di miscelazione chimica per formare preziosi composti metallici e materiali organici come componenti strutturali delle batterie al litio.
La tecnologia di riciclaggio biologico presenta i vantaggi del basso costo e dell'alto tasso di recupero di metalli preziosi e materiali organici, ma il processo è difficile, la forza trainante della politica è debole, il tempo del processo di estrazione è difficile da controllare e altre carenze sono estremamente significative, l'attuale quota di mercato della tecnologia di riciclaggio biologico è relativamente bassa.
Sviluppo futuro del riciclaggio delle batterie al litio
Si prevede che il tasso di penetrazione della batteria al litio ternaria si inverta nuovamente rispetto alla batteria al litio e fosfato di ferro, favorendo la domanda di applicazione della tecnologia di riciclaggio e di riciclaggio, che dovrebbe aumentare ulteriormente.
Dal 2020, l'economica batteria al litio ferro fosfato è penetrata rapidamente con la rapida crescita delle vendite di veicoli di fascia bassa a nuova energia, e la quota di mercato ha superato la batteria al litio terpolimero nel 2021.
Tuttavia, le batterie al litio-ferro-fosfato sono più utilizzate nei marchi automobilistici di fascia bassa, la penetrazione dei marchi di fascia alta è relativamente bassa, mentre le batterie al litio ternarie sono esattamente l'opposto, quindi con la futura ripresa economica, la preferenza sociale per i prodotti automobilistici di fascia alta si sta riscaldando, la penetrazione delle batterie al litio ternarie dovrebbe invertire nuovamente le batterie al litio-ferro-fosfato.
Per quanto riguarda poi le prospettive di sviluppo della tecnologia di riciclaggio delle batterie al litio, partendo dal presupposto che il mercato dell'elettronica 3C non è volatile e che il peso dell'impatto dell'accumulo di energia elettrochimica è relativamente basso rispetto ai veicoli a nuova energia, si prevede che la tecnologia di riciclaggio e di riciclo aumenterà ulteriormente con la quota di mercato del "ferro-litio" e del "nichel-litio".
Conclusione
Con il contributo delle batterie al litio di potenza nei veicoli a nuova energia alla crescita della domanda dell'industria del riciclaggio delle batterie al litio, il mercato dell'industria del riciclaggio delle batterie al litio ha mantenuto un tasso di crescita relativamente ottimistico e ha continuato ad aumentare costantemente.
Si stima che le dimensioni del mercato possano crescere da 36,6 miliardi nel 2023 a 68,6 miliardi nel 2027, raggiungendo una crescita sorprendente di quasi 13,38% di CAGR5. e l'industria dell'utilizzo di echelon. Lo sviluppo del riciclaggio delle batterie agli ioni di litio e dell'utilizzo di echelon porterà anche notevoli vantaggi economici e opportunità di investimento, evitando al contempo lo spreco di risorse e l'inquinamento ambientale.
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