Промислова технологія переробки відпрацьованих і некондиційних літієвих батарей
Версія для друку | Актуальність роботи
Виробництво літієвих батарей показує стійку тенденцію до зростання і становить в даний час більше 10 млрд. Доларів США. Разом з тим, збільшення обсягу виробництва і розробка в промислових масштабах батарей нових типів стримується недоліком технології знешкодження та утилізації відпрацьованих виробів, відходи яких містять хімічно активні компоненти і класифікуються як «небезпечні». Аналіз проблем, пов'язаних з утилізацією літієвих джерел струму показує, що основними умовами екологічно безпечної і економічно доцільною переробки є: - високі виходи, різноманітність і якість продуктів переробки; - наявність ринку для продуктів переробки; - простота технічного рішення процесу утилізації, виправдані витрати. |
Основні результати від впровадження
Продукти повторної переробки повертаються у виробництво літієвих батарей.
Опис продукту або технології
Спільно з ГКБ «Південне» розроблена технологія повторної переробки відпрацьованих і некондиційних літієвих батарей, що включають електрохімічний систему Li / LiBF4, Гаммабутиролактон / CFx. Для здійснення процесу створена пілотна установка, яка дозволяє переробляти в рік близько 3 тонн великогабаритних батарей. При переробці 1000 кг реактивної частини батарей можуть бути отримані наступні продукти:
o близько 35 кг карбонату літію або
o близько 35 кг гідроксиду літію або
o близько 35 кг фториду літію (всі продукти реактивної чистоти);
o близько 350 кг тетрафтороборатом літію (продукт відповідає вимогам якості на матеріали для літієвих батарей і був випробуваний в літієвих елементах);
o близько 430 кг технічного тетрафтороборатом літію;
o близько 150 кг технічного вуглецю.
Запропонована технологія повторної переробки може бути легко трансформована для утилізації батарей інших електрохімічних систем.
стадія розробки
На ГКБ «Південне» створено установки для зняття залишкової напруги і демонтажу великогабаритних літієвих батарей. У Дніпропетровському національному університеті залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна створені пілотні установки з переробки реакторної частини літієвих батарей електрохімічної системи Li / LiBF4, Гаммабутиролактон / CFx. Отримано кінцеві продукти повторної переробки - LiF, Li2CO3, LiOH і тетрафтороборатом літію, який випробуваний в реальних виробах.
Переваги над аналогами
Небезпечною технологічною операцією при повторній переробці літієвих батарей є нейтралізація літію. Детальне вивчення факторів, що впливають на взаємодію літію з водою, дозволило спростити процес і відмовитися як від спиртів, так і від рідкого азоту, пропонованих в альтернативних технологіях. Параметри процесу розроблені на базі досліджень.
Опис ринку збуту
Потенційними споживачами розробленої технології та продуктів, отриманих в результаті утилізації літієвих батарей, можуть виступати фірми, які проводять утилізацію літієвих батарей; фірми, зайняті виробництвом реактивних матеріалів для літієвих батарей; фірми, що використовують солі літію для отримання різної літійових продукції (мастила, компоненти алюмінієвого виробництва, вихідні матеріали для отримання літію і його сплавів, фармакологія, спеціальна техніка та ін.) Ситуація щодо інтелектуальної власності: На способи утилізації відпрацьованого катода літієвих батарей є патент України. На спосіб знешкодження та утилізації відходів металевого літію є патент України.
Ділові можливості
Створення спільних підприємств по повторній переробці і утилізації отриманих матеріалів літієвих батарей.
Орієнтовна вартість
Для створення промислової установки по повторній переробці продуктивністю 100 тонн батарей в рік (електрохімічної системи Li / LiBF4, Гаммабутиролактон / CFx) буде потрібно фінансування в 150 000 доларів США.
Продукти повторної переробки повертаються у виробництво літієвих батарей.
Опис продукту або технології
Спільно з ГКБ «Південне» розроблена технологія повторної переробки відпрацьованих і некондиційних літієвих батарей, що включають електрохімічний систему Li / LiBF4, Гаммабутиролактон / CFx. Для здійснення процесу створена пілотна установка, яка дозволяє переробляти в рік близько 3 тонн великогабаритних батарей. При переробці 1000 кг реактивної частини батарей можуть бути отримані наступні продукти:
o близько 35 кг карбонату літію або
o близько 35 кг гідроксиду літію або
o близько 35 кг фториду літію (всі продукти реактивної чистоти);
o близько 350 кг тетрафтороборатом літію (продукт відповідає вимогам якості на матеріали для літієвих батарей і був випробуваний в літієвих елементах);
o близько 430 кг технічного тетрафтороборатом літію;
o близько 150 кг технічного вуглецю.
Запропонована технологія повторної переробки може бути легко трансформована для утилізації батарей інших електрохімічних систем.
стадія розробки
На ГКБ «Південне» створено установки для зняття залишкової напруги і демонтажу великогабаритних літієвих батарей. У Дніпропетровському національному університеті залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна створені пілотні установки з переробки реакторної частини літієвих батарей електрохімічної системи Li / LiBF4, Гаммабутиролактон / CFx. Отримано кінцеві продукти повторної переробки - LiF, Li2CO3, LiOH і тетрафтороборатом літію, який випробуваний в реальних виробах.
Переваги над аналогами
Небезпечною технологічною операцією при повторній переробці літієвих батарей є нейтралізація літію. Детальне вивчення факторів, що впливають на взаємодію літію з водою, дозволило спростити процес і відмовитися як від спиртів, так і від рідкого азоту, пропонованих в альтернативних технологіях. Параметри процесу розроблені на базі досліджень.
Опис ринку збуту
Потенційними споживачами розробленої технології та продуктів, отриманих в результаті утилізації літієвих батарей, можуть виступати фірми, які проводять утилізацію літієвих батарей; фірми, зайняті виробництвом реактивних матеріалів для літієвих батарей; фірми, що використовують солі літію для отримання різної літійових продукції (мастила, компоненти алюмінієвого виробництва, вихідні матеріали для отримання літію і його сплавів, фармакологія, спеціальна техніка та ін.) Ситуація щодо інтелектуальної власності: На способи утилізації відпрацьованого катода літієвих батарей є патент України. На спосіб знешкодження та утилізації відходів металевого літію є патент України.
Ділові можливості
Створення спільних підприємств по повторній переробці і утилізації отриманих матеріалів літієвих батарей.
Орієнтовна вартість
Для створення промислової установки по повторній переробці продуктивністю 100 тонн батарей в рік (електрохімічної системи Li / LiBF4, Гаммабутиролактон / CFx) буде потрібно фінансування в 150 000 доларів США.