آیا می‌توان باتری‌های لیتیومی را بازیافت کرد؟

مقدمه.

باتری‌های لیتیوم عموماً می‌توانند وارد فرآیندهای بازیافت شوند، اما این امر در عمل بستگی دارد به: شیمی باتری، شرایط فیزیکی آن، ترکیب مواد تشکیل‌دهنده، زیرساخت جمع‌آوری، منطقه‌ی حمل و نقل، بازیافت‌کنندگان موجود و اقتصاد بازار در زمان فعلی. باتری لیتیومی که از نظر فنی قابل بازیافت است ممکن است در صورت عدم وجود امکانات جمع‌آوری یا پردازش در یک منطقه، به‌جای بازیافت، در انبارهای بلندمدت نگهداری شود یا دورریخته شود. باتری لیتیومی که از نظر فنی قابل بازیافت است ممکن است هنوز هم در صورت عدم دسترسی به امکانات جمع‌آوری یا پردازش در یک منطقه، به انبارهای بلندمدت یا دفع ارسال شود.

برای خریداران باتری در بخش تجاری، توزیع‌کنندگان ها، ادغام‌کنندگان، مشتریان سازندگان تجهیزات اصلی، واردکنندگان، ارائه‌دهندگان انرژی برای کامیون‌های مسافرتی و وسایل نقلیه متحرک، و کاربران ذخیره‌سازی خانگی و تجاری سوال مناسب این نیست که «آیا باتری‌های لیتیوم قابل بازیافت هستند؟» بلکه این است که «در پایان عمر مفید باتری‌های ما چه اتفاقی می‌افتد، و در یک تأمین‌کننده چه ویژگی‌هایی را باید جستجو کرد تا مسیر پایان عمر باتری‌ها مسئولانه و قابل پیش‌بینی باشد؟» در پایان عمر مفید باتری‌ها، و چه ویژگی‌هایی را باید در یک تأمین‌کننده جستجو کرد تا مسیر پایان عمر باتری‌ها مسئولانه و قابل پیش‌بینی باشد؟ قابل پیش‌بینی است؟ خریداری که بازیافت را بخشی از تصمیم خرید در نظر می‌گیرد، تصمیمی پایدارتر می‌گیرد ناتوان و تجاری انتخابی منطقی‌تر از کسی است که بازیافت را به‌عنوان امری ثانویه در نظر می‌گیرد فکر.

__________________________________________________________________________________________________

آیا باتری‌های لیتیومی قابل بازیافت‌اند؟ چرخه‌شده است؟

بله، باتری‌های لیتیومی قابل بازیافت‌اند، اما معنای این جمله باید در چهار دستهٔ جداگانه تقسیم شود:

از نظر فنی قابل بازیافت. مواد تشکیل‌دهنده می‌توانند از طریق فرآیندهای صنعتی بازیابی شوند. شیمی‌های مختلف از فرآیندهای متفاوتی استفاده می‌کنند و محصولات متفاوتی تولید می‌کنند.

از نظر اقتصادی قابل بازیافت. مواد بازیابی‌شده ارزش کافی برای پوشش هزینه‌های جمع‌آوری، حمل‌ونقل و پردازش دارند. امروزه بازیافت همهٔ شیمی‌ها به یک اندازه سودآور نیست.

قابل استفاده مجدد. باتری یا سلول‌های آن پس از آزمایش می‌توانند در کاربردهای دیگری به کار روند. این مسیری جداگانه از بازیافت است.

به‌درستی دورریخته شده. وقتی استفاده مجدد، تغییر کاربرد و بازیافت امکان‌پذیر نباشند، باتری‌ها همچنان نیازمند مدیریت کنترل‌شده‌اند تا از جریان‌های زباله عادی، دفن در محل‌های دفن زباله و روش‌های دورریختن ناامن خارج بمانند.

یک باتری لیتیومی لزوماً همه این چهار ویژگی را ندارد. باتری LiFePO4 از نظر فنی قابل بازیافت است، اما از نظر اقتصادی کمتر جذاب است تا باتری NMC، زیرا LiFePO4 حاوی کبالت یا نیکل نیست. باتری آسیب‌دیده لیتیومی نباید مورد استفاده مجدد قرار گیرد، حتی اگر هنوز ظرفیت ذخیره‌سازی برق را داشته باشد. باتری‌ای که در منطقه‌ای بدون زیرساخت جمع‌آوری قرار دارد ممکن است در انبار نگهداری شود، نه اینکه بازیافت شود.

باتری‌های لیتیوم تک‌شیمی نیستند. شیمی سلول بر ترکیب مواد، ارزش بازیابی، مسیر فرآورش، الزامات ایمنی و اقتصاد بازیافت تأثیر می‌گذارد. تصمیمات خریدی که رفتار بازیافت مبتنی بر شیمی را نادیده بگیرند، ممکن است پیچیدگی‌هایی در زنجیره تأمین پایین‌دستی برای هم خریدار و هم سایر بازیگران ایجاد کنند.

برای درک پایه‌ای از اینکه باتری‌های لیتیوم چیستند و چرا شیمی اهمیت دارد، به [ باتری لیتیوم چیست ?] .

__________________________________________________________________________________________________

آنچه رخ می‌دهد به باتری لیتیوم در پایان عمر مفید آن؟

باتری لیتیومی که به پایان عمر مفید خود رسیده است، تنها یک مقصد نهایی ندارد. مسیرهای پایان عمر شامل استفادهٔ ادامه‌دار، بازاستفاده، تغییر کاربرد، بازیافت و دفع کنترل‌شدهٔ باقی‌مانده‌های غیرقابل بازیابی می‌شوند.

استفادهٔ ادامه‌دار. باتری زمانی «پایان عمر» محسوب نمی‌شود که صرفاً دیگر در مشخصات اصلی جای نگیرد. باتری‌ای که ظرفیت خود را برای خودروهای الکتریکی از دست داده است، ممکن است هنوز سال‌ها در ذخیره‌سازی ثابت، کاربردهای کم‌توان یا استفادهٔ فصلی خدمت کند.

بازاستفاده. بازاستفاده به‌طور کلی یعنی اینکه باتری همانند قبل در همان کاربرد باقی می‌ماند، اما مالک جدیدی پیدا می‌کند. این امر شامل فروش دست‌دوم، چرخش ناوگان اجاره‌ای یا انتقال بین وسایل نقلیه شرکتی می‌شود.

تغییر کاربرد تغییر کاربرد به معنای اختصاص دادن باتری به کاربرد دیگری پس از آزمون است. باتری محرکی که دیگر نیازهای برد خودرو را برآورده نمی‌کند، گاهی اوقات می‌تواند در ذخیره‌سازی انرژی ثابت، سیستم‌های خورشیدی بدون اتصال به شبکه، روشنایی یا سایر کاربردهای کم‌توان‌تر به کار رود.

کاربردها. تغییر کاربرد نیازمند ارزیابی وضعیت سلامت باتری، آزمون‌های ایمنی و اغلب بازپیکربندی تنظیمات سیستم مدیریت باتری (BMS) یا محافظ‌های خارجی است.

بازیافت. بازیافت به معنای تجزیه باتری به مواد اولیه‌ای است که دوباره وارد زنجیره تولید می‌شوند. این امر با بازاستفاده از باتری به‌صورت کامل متفاوت است.

دفن نهایی هنگامی که بازاستفاده، تغییر کاربرد و بازیافت امکان‌پذیر نباشند، مواد باقی‌مانده نیز نیازمند مدیریت کنترل‌شده‌اند. این مواد نباید با زباله‌های معمولی مخلوط شوند، سوزانده شوند یا دفن گردند.

مسیر مناسب بر اساس وضعیت باتری، ترکیب شیمیایی آن، نیازهای کاربردی، زیرساخت محلی و مقررات قابل اعمال تعیین می‌شود. تأمین‌کننده‌ای مسئول باید بتواند توضیح دهد که باتری‌هایش برای ورود به کدام یک از این مسیرها طراحی شده‌اند و چرا.

این جدول صرفاً برای اهداف برنامه‌ریزی است و جایگزین مقررات محلی یا بازیافت‌کنندگان صلاحیت‌دار نمی‌باشد.

__________________________________________________________________________________________________

چطور؟ آیا باتری‌های لیتیوم قابل بازیافت هستند ؟

فرآیندهای بازیافت صنعتی بسته به بازیافت‌کننده، منطقه و شیمی متفاوت‌اند. این فرآیندها عموماً دنباله‌ای مشابه دارند:

۱. جمع‌آوری. باتری‌های استفاده‌شده از کاربران، نمایندگی‌ها، شبکه‌های خدماتی یا برنامه‌های بازگرداندن تولیدکننده جمع‌آوری می‌شوند.

۲. حمل‌ونقل. باتری‌ها تحت قوانین مواد خطرناک و اغلب در بسته‌بندی محافظتی به مرکز مرتب‌سازی یا پردازش منتقل می‌شوند.

۳. مرتب‌سازی. باتری‌ها بر اساس شیمی، فرمت و وضعیت آن‌ها طبقه‌بندی می‌شوند. مرتب‌سازی بسیار حیاتی است، زیرا شیمی‌ها و فرمت‌های سلولی مختلف مسیرهای پردازش متفاوتی نیاز دارند.

۴. آماده‌سازی ایمن. ممکن است باتری‌ها تا سطح مشخصی از شارژ تخلیه، پایدار شده یا در برخی موارد در سیستمی کنترل‌شده تخلیه شوند. سلول‌های آسیب‌دیده یا ناپایدار نیازمند روش‌های خاصی برای دست‌کاری هستند.

۵. پردازش مکانیکی. سلول‌ها ممکن است برای آشکار کردن مواد داخلی، خرد شده یا به‌صورت جداگانه باز شوند. امروزه اغلب تأسیسات پیشرفته در محیط بی‌اکسیژن یا با سیستم‌های خاموش‌کنندهٔ آتش کار می‌کنند تا خطرات ایمنی در این مرحله را مدیریت نمایند.

۶. جداسازی روش‌های مکانیکی و گاهی اوقات مبتنی بر چگالی، جرم سیاه، مس، آلومینیوم، پلاستیک‌ها و پوسته‌های فولادی را از یکدیگر جدا می‌کنند.

۷. بازیابی مواد جرم سیاه تحت فرآیند قرار می‌گیرد تا لیتیوم، نیکل، کبالت، منگنز، مس، آلومینیوم، گرافیت یا سایر مواد بسته به ترکیب شیمیایی آن بازیابی شوند. روش‌های صنعتی شامل فرآیندهای پیرومتالورژیک (مبتنی بر حرارت) و هیدرومتالورژیک (مبتنی بر مایع) هستند. همچنین رویکردهای بازیابی مکانیکی یا مستقیم نیز در حال توسعه‌اند.

۸. تصفیه و استفادهٔ مجدد مواد بازیابی‌شده به ورودی‌هایی با کیفیت باتری یا کیفیت صنعتی تبدیل می‌شوند و دوباره وارد زنجیرهٔ تأمین می‌گردند.

بازیافتکنندگان مختلف از ترکیب‌های متفاوتی از این مراحل استفاده می‌کنند. خریدار نباید فرض کند که هر بازیافتکننده‌ای می‌تواند همهٔ انواع شیمی‌های باتری را پردازش کند و برخی فرآیندها برای شیمی‌های خاصی از لحاظ تجاری بالغ‌تر هستند.

__________________________________________________________________________________________________

چه موادی از باتری‌های لیتیومی قابل بازیافت هستند؟

مواد قابل بازیافت به شیمی و ساختار باتری بستگی دارد. یک سلول لیتیومی معمولی شامل موارد زیر است:

مادهٔ فعال کاتد (لیتیوم ترکیب‌شده با نیکل، کبالت، منگنز، فسفات آهن یا عناصر دیگر).

مادهٔ آند (معمولاً گرافیت، گاهی با سیلیسیم یا سایر افزودنی‌ها).

جمع‌کنندهٔ جریان آلومینیومی (سمت کاتد).

جمع‌کنندهٔ جریان مسی (سمت آند).

الکترولیت (حلال‌های آلی و نمک لیتیومی).

جداکننده (فیلم پلیمری متخلخل).

پوشش سلول، تاب‌ها و پوشش خارجی (فولاد یا آلومینیوم).

ارزش اقتصادی نسبی این مواد به‌طور قوی‌ای به ترکیب شیمیایی آنها وابسته است. ترکیبات شیمیایی NMC و NCA حاوی کبالت و نیکل هستند که بازارهای بازیافتی شناخته‌شده‌ای دارند. LiFePO4 به‌جای آن حاوی آهن و فسفات است که فراوان هستند و ارزش بازیافتی کمتری دارند.

خریداری که می‌خواهد قابلیت بازیافت را درک کند باید از تأمین‌کننده یا بازیافت‌کننده بپرسد که کدام مواد هدف فرآیند محلی غالب هستند. ارزش ماده، نه قابلیت فنی بازیافت، عاملی است که بیشترین تأثیر را بر جذابیت تجاری بازیافت دارد.

مواد دقیق، نرخ‌های بازیابی و بلوغ فرآیند به بازیافت‌کنندگان خاص و بازار محلی بستگی دارد. اعداد همیشه باید از منابع معتبر، نه از ادعاهای تبلیغاتی تأمین‌کنندگان باتری، استخراج شوند.

__________________________________________________________________________________________________

آیا باتری‌های لی‌فِپو۴ قابل بازیافت هستند؟

باتری‌های لی‌فِپو۴ از نظر فنی قابل بازیافت هستند. فرآیندهای صنعتی می‌توانند ترکیبات لیتیوم، آهن، فسفات، مس، آلومینیوم و سایر اجزای سلول را بازیابی کنند. مسیر فنی بازیافت وجود دارد و لی‌فِپو۴ به‌طور فزاینده‌ای توسط بازیافت‌کنندگانی که بر بازیافت لیتیوم تمرکز دارند، پردازش می‌شود.

با این حال، لی‌فِپو۴ با واقعیت تجاری روبه‌روست. از آنجا که کاتد این باتری حاوی کبالت، نیکل یا منگنز نیست، ارزش مواد هر باتری معمولاً پایین‌تر از فرمول‌های ان‌ام‌سی یا ان‌سی‌ای است. هزینه‌های جمع‌آوری، حمل‌ونقل و پردازش ممکن است از ارزش مواد قابل بازیابی فراتر رود، مگر اینکه بازیافت‌کننده صرفاً بر لیتیوم تمرکز کند، از فرآیندهای کم‌هزینه استفاده کند یا در مقیاس بزرگ عمل کند. این بدان معناست که اقتصاد بازیافت لی‌فِپو۴ بیشتر به زیرساخت‌های منطقه‌ای، مقررات و قیمت‌گذاری بازار لیتیوم وابسته است تا صرفاً به امکان فنی آن.

پیامدهای عملی برای کاربران لی‌فِپو۴ عبارتند از:

برنامه‌های جمع‌آوری و بازگرداندن باتری‌ها عملی‌ترین مسیر هستند.

در برخی موارد، بازاستفاده (ری‌پورپوزینگ) بسته‌های لی‌فِپو۴ جذاب‌تر از بازیافت است، زیرا سلول‌ها اغلب بزرگ‌تر، مستحکم‌تر و آسان‌تر در تست و بازچیدمان هستند.

تغییرات آینده در مقررات و نوسانات بازار لیتیوم ممکن است اقتصاد بازیافت لی‌فِپو۴ را بهبود بخشد.

لی‌فِپو۴ از نظر مطلق «آسان» یا «دشوار» نیست که بازیافت شود. این ماده قابل بازیافت است، اما اقتصاد آن به همان عوامل جمع‌آوری، زیرساخت و بازار مواد بستگی دارد که بر همهٔ انواع شیمیایی تأثیر می‌گذارند. برای پیشینهٔ شیمی لی‌فِپو۴، به [ باتری LiFePO4 چیست؟ ?] .

__________________________________________________________________________________________________

استفاده مجدد بازیافت در مقابل استفادهٔ مجدد: کدام‌یک اولویت دارد؟

استفادهٔ مجدد و بازیافت قابل تعویض نیستند. انتخاب بستگی به وضعیت باتری، تناسب کاربرد، آزمون‌های ایمنی و تمایل کاربر یا تأمین‌کننده به انجام احراز صحت دارد.

باتری ممکن است برای استفادهٔ مجدد یا تخصیص مجدد مناسب باشد وقتی که:

هنوز ظرفیت و مقاومت داخلی کافی برای کاربرد مورد نظر را داشته باشد.

سیستم مدیریت باتری (BMS)، پوشش خارجی و اتصال‌دهنده‌ها در وضعیت خوبی باشند.

باتری دچار سوءاستفاده، متورم‌شدن، نشت یا رویدادهای حرارتی نشده باشد.

داده‌های مربوط به سلامت باتری یا آزمون‌های تأییدی موجود باشند.

کاربرد دوم‌life مورد نظر نیازهای توان یا انرژی کمتری نسبت به کاربرد اولیه داشته باشد.

باتری باید برای بازیافت ارسال شود وقتی که:

ظرفیت به زیر آستانه‌ای مفید برای هر کاربرد عملی کاهش یافته است.

مقاومت داخلی برای کاربرد برنامه‌ریزی‌شده بیش از حد بالا است.

بسته باتری دارای آسیب دیدگی قابل مشاهده، متورم شدن یا نشتی است.

مدارک یا ردیابی‌پذیری وجود ندارد.

هیچ طرف مؤهلی تمایلی به آزمایش و بازآفرینی آن ندارد.

بازاستفاده و بازیافت هر دو ارزش دارند. بازاستفاده باتری سالم را برای مدت طولانی‌تری در خدمت نگه می‌دارد که می‌تواند بهترین نتیجه از نظر کارایی منابع باشد. بازیافت مواد را حتی زمانی که بازاستفاده غیرممکن است، بازیابی می‌کند. یک استراتژی مسئولانه برای پایان عمر، هر دو مسیر را در نظر می‌گیرد. مسیرها.

__________________________________________________________________________________________________

پایان عمر چگونه باید مدیریت شود؟ باتری‌های لیتیوم چگونه باید مورد رسیدگی قرار گیرند؟

فهرست کنترلی عملی برای رسیدگی به باتری‌های در پایان عمر:

دستورالعمل‌های محلی جمع‌آوری را رعایت کنید. بسیاری از مناطق قوانین خاصی برای دورریز کردن باتری‌ها دارند. بررسی کنید که آیا مقامات محلی باتری‌های لیتیومی را در زباله‌های معمولی قبول می‌کنند یا خیر؛ اکثر آن‌ها این کار را انجام نمی‌دهند.

از کانال‌های معتبر جمع‌آوری یا بازیافت باتری استفاده کنید. بازگرداندن توسط سازنده، جمع‌آوری توسط توزیع‌کننده، برنامه‌های زباله‌های الکترونیکی و بازیافت‌کنندگان مورد تأیید، گزینه‌های رایجی هستند.

دستورالعمل‌های سازنده را رعایت کنید. برخی تأمین‌کنندگان دستورالعمل‌های خاصی برای حمل و نقل، تخلیه یا بسته‌بندی باتری به منظور بازگشت ارائه می‌دهند.

باتری‌ها را در زباله‌های خانگی معمولی قرار ندهید. حتی باتری‌های کوچک لیتیومی نیز در صورت پشتیبانی سیستم محلی، باید به مراکز جمع‌آوری باتری‌های خطرناک ارسال شوند.

باتری‌ها را نسوزانید. سلول‌های باتری لیتیومی در صورت قرار گرفتن در معرض آتش ممکن است منفجر شوند، گاز دهند یا آتش بگیرند.

باتری‌ها را فشرده یا سوراخ نکنید. آسیب فیزیکی می‌تواند منجر به اتصال کوتاه داخلی، فرار حرارتی یا آتش‌سوزی شود.

بسته‌های باتری را باز نکنید. بازکردن بسته‌های باتری بدون آموزش، ابزار و تجهیزات حفاظتی خطرناک است و برای کاربران عادی مناسب نیست.

باتری‌های آسیب‌دیده را در برابر آسیب فیزیکی بیشتر محافظت کنید. باتری را در ظرفی غیرهدایت‌کننده، تهویه‌شونده و مقاوم در برابر آتش قرار دهید تا منتظر جمع‌آوری توسط افراد صلاحیت‌دار باشید.

در مورد باتری‌های آسیب‌دیده، متورم، نشت‌کننده، دودکش یا داغ‌شده، استفاده از باتری را متوقف کنید، آن را در منطقه‌ای امن جدا کنید و با سازنده، ارائه‌دهنده خدمات صلاحیت‌دار یا مرکز محلی جمع‌آوری باتری‌های خطرناک تماس بگیرید. تعمیرات غیرحرفه‌ای یا بازکردن خودسرانه باتری‌ها ایمن نیست و نباید انجام شود. برای راهنمایی کلی درباره پیشگیری از آسیب سلول‌ها از ابتدا، به [چه عواملی باعث آسیب‌دیدن باتری لیتیومی می‌شوند؟ ] .

__________________________________________________________________________________________________

خریداران چه چیزهایی را باید در نظر بگیرند؟ وقتی انتخاب یک باتری لیتیومی

مدیریت دوره پایان عمر باید بخشی از تصمیم خرید، نه یک اندیشهٔ بعدی است. سؤالات زیر به خریدار کمک می‌کند مقایسهٔ تأمین‌کنندگان و محصولات را انجام دهد:

1.شیمی باتری. DI fF تری‌های شیمیایی متفاوتی دارند شرکت‌ها دارای fF اقتصاد بازیافت و مسیرهای پایان عمر متفاوتی هستند. انتخاب بین باتری‌های LiFePO 4 و NMC ا fF اجزاء هر دو fiاولین -عمر استفاده و پایان -از عمر گزینه ها .

2.کیفیت محصول و ردیابی توانایی. باتری‌ای با منبع سلول مستند، سوابق دسته‌بندی و سیستم مدیریت باتری (BMS) fifirmware نسخه‌ای است از مدیریت آن در پایان عمر کاری آسان‌تر از نسخه‌ای است که فاقد قابلیت ردیابی.

3.گارانتی و عمر خدماتی. شرایط گارانتی و عمر مورد انتظار خدماتی fF در صورتی که باتری به پایان عمر خود برسد و چه زمانی به پایان عمر خود می‌رسد و چه برنامه جایگزینی خریدار باید باشد. باشد.