Le recyclage des batteries au lithium fait référence au processus de traitement des batteries au lithium qui ont atteint la fin de leur durée de vie après une utilisation prolongée, lorsque leurs performances intrinsèques se sont dégradées au point de devenir inutilisables pour leur usage initial. Cela implique une série de processus d'utilisation physiques, chimiques, biologiques et en cascade pour extraire et différencier systématiquement et efficacement les matériaux précieux qu'ils contiennent, rétablissant ainsi leur valeur utilitaire.
Types de technologies de recyclage des batteries au lithium
D'un point de vue général, la technologie de recyclage des batteries au lithium est principalement classée en deux types :retraitementetsecondaireutilisation.
Recyclage régénératifLa technologie implique un prétraitement-des batteries au lithium usagées pour les décharger complètement, suivi de méthodes physiques (sèches), chimiques ou biologiques pour séparer les métaux précieux comme le nickel, le cobalt, le lithium et le manganèse-ainsi que d'autres matériaux récupérables de la structure de la batterie-en composés métalliques ou matières premières pour de nouvelles batteries au lithium.
Recyclage d'utilisation hiérarchiquela technologie implique le démontage, l’inspection, le tri et la reconfiguration des cellules ou des blocs-batteries des piles au lithium usagées en de nouveaux blocs-batteries sains. Ceux-ci sont ensuite structurellement réutilisés dans différents domaines d’application. Cette approche permet essentiellement une utilisation structurée, en couches et efficace des batteries au lithium.
Flux du processus de recyclage des batteries au lithium
Technologie de recyclage physique : processus qui extrait les matériaux précieux des composants internes des-batteries électriques en fin de vie-tels que les matériaux actifs d'électrodes, les collecteurs de courant et les boîtiers de batteries-à travers une série d'étapes comprenant le concassage, le criblage, la séparation magnétique, le broyage fin et le tri. Ces matériaux récupérés sont ensuite traités pour un recyclage ultérieur. La technique de base implique la restauration du matériau après concassage et criblage, constituant un processus physique relativement pur.
Technologie de recyclage humide : après le démontage et le prétraitement des piles usagées, celles-ci sont dissoutes dans des solutions acides ou alcalines pour extraire les éléments métalliques précieux. Les métaux précieux restants sont ensuite récupérés par des méthodes d’échange d’ions et d’électrodéposition. Le processus principal implique la lixiviation et l’extraction des poudres d’électrodes à l’aide de réactifs chimiques.
Technologie de recyclage pyrométallurgique : le boîtier de la batterie est démonté et le noyau de la batterie est mélangé avec du coke et du calcaire. Après grillage par réduction, un alliage de carbone contenant du lithium métallique, du cobalt, du nickel, de l'aluminium et d'autres éléments est obtenu. Le fluor et le phosphore de l'électrolyte sont solidifiés dans les scories, qui peuvent être utilisées comme additifs pour les matériaux de construction ou le béton. Un traitement ultérieur suit, l'ensemble du processus étant terminé à haute température. Le processus pyrométallurgique de base implique une pyrolyse à haute -température pour obtenir des oxydes métalliques.
Comparaison de trois méthodes de recyclage :
Les méthodes de recyclage humide offrent la plus grande efficacité et une technologie mature.
① Le recyclage physique repose sur un processus simple ne nécessitant aucun produit chimique supplémentaire, ce qui en fait l'option la plus respectueuse de l'environnement, mais avec une faible efficacité de récupération.
② Le recyclage humide permet d'obtenir des taux de récupération plus élevés pour les métaux précieux, nécessite peu d'équipement et utilise une technologie mature ; cependant, le processus est complexe, nécessite des méthodes humides spécialisées pour différents types de batteries, entraîne des coûts plus élevés et peut entraîner une pollution de l'environnement s'il est mal manipulé.
③ La récupération pyrométallurgique est relativement simple avec une compatibilité élevée, adaptée au traitement à grande échelle-de divers déchets de batteries au lithium. Cependant, cela nécessite une consommation d’énergie élevée, nécessite des équipements sophistiqués et pose d’importants défis environnementaux.
La récupération hydrométallurgique est le procédé principal. La récupération hydrométallurgique de l'or est largement reconnue pour sa faible consommation d'énergie, ses taux de récupération élevés, sa pureté élevée et ses besoins modestes en matière d'équipement. Les principales étapes de l'extraction de l'or par voie humide-pour les déchets de batteries comprennent le prétraitement, le prétraitement, la lixiviation acide/alcali, la purification du lixiviat, la séparation/extraction et la précipitation élémentaire. Le cœur du recyclage par voie humide- réside dans l'étape de lixiviation des métaux, où des acides inorganiques ou organiques sont utilisés pour récupérer les métaux sous forme d'ions dans des solutions acides.
