إعادة تدوير بطارية الطاقة

إعادة تدوير بطارية الطاقة

أنواع بطاريات الطاقة تستخدم في الطاقة الجديدة السيارات الكهربائية تشمل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم، وبطاريات الليثيوم الثلاثية، وبطاريات أكسيد الكوبالت الليثيوم، وبطاريات هيدريد النيكل والمعدن. ومن بينها، بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد وتستخدم بطاريات الليثيوم الثلاثية والثلاثية على نطاق واسع بسبب أدائها الممتاز وأدائها الأفضل وتكلفتها المنخفضة.

بطاريات الطاقة تتكون البطارية بشكل عام من العديد من المعادن والمواد الكيميائية. إذا لم يتم إعادة تدويرها والتخلص منها بشكل صحيح بعد التخلص منها، فمن السهل تسرب المعادن والمواد الكيميائية الموجودة داخل البطارية. يؤدي ذلك إلى التعرض للبيئة الخارجية والتفاعلات الكيميائية مع البيئة، مما يؤدي إلى مخاطر بيئية مثل تلوث المعادن الثقيلة وتلوث الأحماض والقواعد وتلوث الغبار ومخاطر جسم الإنسان مثل تلف الأعضاء البشرية.

عادة ما تحتاج بطاريات طاقة المركبات الكهربائية إلى الاستبدال عندما تنخفض سعتها إلى أقل من 80% من السعة المقدرة لضمان مدى القيادة و بطارية السلامة. هناك حاليًا طريقتان قابلتان للتطبيق لمعالجة بطاريات الطاقة المتقاعدة: الأولى هي الاستخدام المتتالي، والثانية هي إعادة تدوير بطاريات الطاقة المتقاعدة. بطاريات الليثيوم يتم استخدام الأجهزة التي تلبي متطلبات الأداء في تخزين الطاقة وغيرها من المجالات كحاملة للطاقة الكهربائية، وذلك لإعطاء القيمة المتبقية بالكامل؛ يتم تفكيكها وإعادة تدويرها وتفريغها وتفكيكها بالكامل. البطارياتوتكرير المواد الخام وتحقيق إعادة التدوير.

في التشغيل الفعلي، يتم استخدامه بشكل أساسي للاستخدام المتتالي لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم. بطاريات الليثيوم الثلاثيةتُستخدم طرق التفكيك وإعادة التدوير بشكل أكثر شيوعًا. وذلك لأن المواقع النشطة في بطاريات الليثيوم الثلاثية تستمر في الزيادة أثناء الاستخدام، مما يؤدي إلى انخفاض مستوى السلامة. وعلاوة على ذلك، فإن البطاريات الثلاثية بطاريات الليثيوم وهي غنية بالمعادن الثمينة، والقيمة الاقتصادية للتفكيك المباشر وإعادة التدوير أعلى.

طريقة إعادة تدوير بطارية الطاقة

يشير استخدام Echelon إلى فحص سعة بطاريات الطاقة المتقاعدة على السيارات الكهربائيةعندما لا تفي البطاريات بمعايير التخلص الكامل، تظل السعة عند 80%-20%. بعد اجتياز عمليات التفتيش ذات الصلة بالسلامة، يمكن استخدامها في السرعات المنخفضة السيارات الكهربائية في المقابل، تخزين طاقة الشبكة، وتخزين طاقة المنزل، وغيرها من المجالات ذات الصلة. على غرار شعار الإعلان الخاص بشركة Nanfu بطارية عندما خرجت من الحصار، "بطارية نانفو، قسم واحد أقوى من ستة!"

كثافة الطاقة المتبقية من النفايات بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد يمكن أن تصل إلى 60-90 وات/كجم، ويمكن أن تصل مدة إعادة التدوير إلى 400-1000 مرة. وبالمقارنة مع بطاريات الرصاص الحمضية التي يبلغ عمر دورة حياتها حوالي 500 مرة لكل كيلوغرام، لا تزال بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم المستهلكة تتمتع بمزايا الأداء. من عام 2018 إلى عام 2020، تم إنتاج أكثر من 9600 مجموعة من بطاريات إشيلون البطارياتتم استخدام حوالي 60 ميجاوات في الساعة في مقاطعة جيانغسو، مما أدى إلى استهلاك 600 طن من بطاريات الطاقة المتقاعدة واستبدال حوالي 1800 طن من بطاريات الرصاص الحمضية. وعلاوة على ذلك، فإن تكلفة النفايات بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد منخفضة، فقط 4000~10000 يوان/طن. على سبيل المثال، شركة Nanjing Jiangbei Energy محطة تخزين الطاقة يمكن توفير 500000 كيلووات ساعة من الكهرباء يوميًا خلال فترات ذروة استهلاك الكهرباء لتلبية الاحتياجات اليومية كهرباء استهلاك 220 ألف نسمة. ويستخدم 15 ألف كيلو وات في الساعة من وحدات تخزين الطاقة المتتالية.

التفكيك وإعادة التدوير

بعد أداء القدرة بطارية ليثيوم فوسفات الحديد تنخفض قيمة الليثيوم الثلاثية إلى أقل من 20%، ولا يمكن استخدامها بعد الآن في الشلال ويجب تفكيكها وتكسيرها. يمكن أيضًا إعادة تدوير بطارية الليثيوم الثلاثية عن طريق التفكيك وإعادة التدوير. بعد بطارية الطاقة بعد تفكيكها، يمكن إعادة تدوير الموارد المتجددة القيمة، مثل الكوبالت والليثيوم والنيكل والمعادن الثمينة الأخرى. ويمكن تحويل هذه الموارد إلى مواد لإنتاج البطاريات، والتي يمكن أن تحقق نظريًا فوائد اقتصادية تبلغ حوالي 42900 يوان للطن. وهذا هو الرابط الأخير والأكثر أهمية في بناء نظام إعادة تدوير سلسلة قيمة دورة الحياة الكاملة للبطاريات. في ديسمبر 2017، تم إطلاق "مشروع المركبات" بطارية الطاقة تم تنفيذ "مواصفات إعادة التدوير والتفكيك" رسميًا، والتي عملت على توحيد معايير التفكيك وإعادة التدوير، وإجراءات التشغيل، وإدارة تخزين الأشياء المفككة.

تشمل طرق التفكيك وإعادة التدوير التعدين الحراري والتعدين المائي.

تعد عملية المعالجة الحرارية المعدنية في الأساس طريقة فيزيائية تستخدم المعالجة الحرارية العالية لاستخراج المعادن أو أكاسيد المعادن من الأقطاب الكهربائية. عملية المعالجة الحرارية المعدنية بسيطة، لكن نقاء المواد المعاد تدويرها منخفض. ستولد الإلكتروليتات والمواد الرابطة والمواد العضوية الأخرى الموجودة في البطاريات المعطلة غازات ضارة بسبب التفاعلات الحرارية العالية. من الضروري تركيب مرافق داعمة لمعالجة غازات النفايات الثانوية.

الهيدروميتالورجيا هي تفكيك أولاً بطارية يتم تقشير وسحق وغربلة المواد القطبية، واستخراج المعادن الثمينة في المواد القطبية في محلول حمضي أو بيولوجي، ثم فصلها للحصول على الأملاح أو الأكاسيد المقابلة لكل معدن. ظروف عملية إعادة التدوير الرطبة معتدلة، ومعدل استرداد المعدن مرتفع، وشوائب المنتج أقل، ويمكن للمنتج المسترد الدخول مباشرة في عملية إنتاج المواد القطبية الجديدة لتحقيق الدورة المغلقة للمواد المعدنية الثمينة.