鋰電池回收:干法和濕法的優(yōu)缺點
對于參與快速擴(kuò)張的鋰離子和磷酸鐵鋰電池回收市場的回收商來說,行業(yè)內(nèi)關(guān)于干法與濕法(水基)處理的優(yōu)點和缺陷的爭論持續(xù)不斷。
干電池回收系統(tǒng)的優(yōu)點和缺點
干電池回收系統(tǒng)很普遍,技術(shù)也比較成熟,但仍存在一些缺點。首先,從成本和投資回報的角度來看,必須從電池組中拆卸并放電的各種電池可能會使該系統(tǒng)變得令人望而卻步。
現(xiàn)實情況是,全球采購的鋰離子和磷酸鐵鋰電池的尺寸、化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)存在巨大差異,基本上有上千種不同的排列和組件。所有電池組的構(gòu)造都不同,因此沒有單一的放電方法。由于每個電池都必須放電,因此通常沒有簡單、經(jīng)濟(jì)、有利可圖的方法來做到這一點。
在過去經(jīng)常使用的一種方法中,將電池放置在鹽溶液中數(shù)周進(jìn)行放電,但這很臟,需要過多的空間,并且會產(chǎn)生必須妥善處理的化學(xué)廢水。
對于干電池回收系統(tǒng),還可能存在與電池放電相關(guān)的安全問題。
在實驗室之外,沒有實際或特定的方法可以知道所有電池是否完全放電。在包含數(shù)千個電池的大型電池組中,很可能至少有幾個電池仍處于部分充電狀態(tài)并產(chǎn)生不需要的反應(yīng)。
在對鋰離子和磷酸鐵鋰電池進(jìn)行干法處理時,控制熱失控、自生氧氣等危險情況也非常具有挑戰(zhàn)性,這些情況可能會導(dǎo)致危險的電池火災(zāi)。盡管機(jī)器人理論上可以拆卸、放電和處理電池,但對它們進(jìn)行編程以適應(yīng)各種電池尺寸和類型的成本高昂。
干電池回收系統(tǒng)往往較小,以限制可燃材料的體積和熱失控的危險,因此可能無法始終滿足足以盈利的處理量需求。
另一個困難是,電池制造商現(xiàn)在越來越多地在電池組和模塊中填充膠狀凝膠,作為安全預(yù)防措施,以將外殼保持在一起,以防因碰撞或跌落而損壞。然而,這使得電池拆卸變得更加復(fù)雜。即使是制造它們的公司也沒有拆卸的方法。
在干法系統(tǒng)中,電池材料在粉碎和加工過程中也會大量進(jìn)入空氣系統(tǒng)。處理或分離這些空氣傳播的物質(zhì)更加困難,成本也更高,也更危險。
使用干法系統(tǒng)會面臨更嚴(yán)峻的環(huán)境挑戰(zhàn),因為大量的電池電解液和揮發(fā)性有機(jī)化合物現(xiàn)在與惰性氣體一起存在于空氣系統(tǒng)中。因此,你必須過濾、擦洗和熱氧化掉它們。
濕電池回收系統(tǒng)的優(yōu)點和缺點
由于電池回收技術(shù)的快速變化,當(dāng)今對濕電池回收系統(tǒng)存在一些常見的誤解,甚至在行業(yè)專業(yè)人士中也是如此。
最普遍的誤解之一是濕系統(tǒng)無法去除“黑色物質(zhì)”。在鋰離子電池回收中,黑色物質(zhì)由金屬氧化物和碳等電極涂層組成,其中含有石墨、錳、鈷、鎳和鋰等有價值的元素?;厥蘸谏镔|(zhì)可以產(chǎn)生最大的再利用或銷售價值,否則通常只有微量的金屬,如鋰、銅和鋁。
如果由熟悉這些技術(shù)的公司正確設(shè)計和建造,封閉式濕電池回收系統(tǒng)可以更有效地捕獲黑色物質(zhì),并大大提高純度。這個需要尋求專業(yè)技術(shù)公司的幫助。
在處理鋰離子和磷酸鐵鋰電池時使用水還有其他顯著優(yōu)勢,首先是通過阻止熱失控來提高安全性。
由于可回收的鋰離子電池材料不易吸水,因此可以用來冷卻材料并撲滅初燃的火災(zāi)。與氮氣結(jié)合消除可燃氧氣,我們可以通過濕法工藝控制和消除熱事件。通過防止熱事件,可以提高電池重量和體積,從而加快處理速度。
膠水或凝膠也容易漂浮,因此可以在濕法回收系統(tǒng)中輕松處理。
此外,濕法系統(tǒng)可以捕獲水中的揮發(fā)性有機(jī)化合物,并且可以對其進(jìn)行過濾,因此空氣過濾可以很簡單,只需洗滌器和木炭過濾即可。
如果說濕電池回收系統(tǒng)有一個缺點,那就是它涉及幾個獨立的階段,必須由經(jīng)驗豐富的制造商充分整合。因此,制造商和回收專業(yè)人士通常希望從一開始就有行業(yè)專家參與,這樣就可以構(gòu)建一個根據(jù)他們的特定需求定制的系統(tǒng)。
然而,一旦安裝,各種尺寸和化學(xué)成分的鋰離子和磷酸鐵鋰電池都可以快速且有利地轉(zhuǎn)化為有價值的、可重復(fù)使用或可銷售的材料,而無需拆卸。
對于尚未決定選擇干法或濕法電池回收系統(tǒng)的回收商來說,建議他們應(yīng)該詢問這兩種系統(tǒng),權(quán)衡其目標(biāo)的利弊,然后繼續(xù)選擇適合他們需求的系統(tǒng)。