Inovações em lítio em fim de vida

Para fabricar uma bateria de íon-lítio, os componentes precisam ser extraídos e refinados. Os cátodos são construídos e as baterias são fabricadas. Quando essas baterias não têm mais carga, elas precisam ser recicladas para recuperar o máximo possível de metais e plásticos.

Artigo de | ERI

Recentemente, saiu a notícia de que uma empresa de tecnologia criou uma nova bateria de íon-lítio que ocupa menos espaço. Ele substitui o grafite nos ânodos por silício. Ele contém mais energia. Na verdade, quando usado em um rastreador de fitness, a densidade de energia da bateria foi aproximadamente 20% maior.

No momento, as novas baterias de ânodo de silício estão em rastreadores de fitness vestíveis. A empresa que os desenvolveu tem parcerias com a BMW e a Daimler. Enquanto a tecnologia em torno da produção de baterias de íon-lítio continua, há alguma inovação no descarte e reciclagem de baterias de íon-lítio em fim de vida?

Para fabricar uma bateria de íon-lítio, os componentes precisam ser extraídos e refinados. Os cátodos são construídos e as baterias são fabricadas. Quando essas baterias não têm mais carga, elas precisam ser recicladas para recuperar o máximo possível de metais e plásticos. Isso permite que eles sejam usados ​​novamente para fazer novas baterias.

Muitas vezes as pessoas acreditam que não é um processo econômico. A verdade é que, com inovações tanto na fabricação quanto na reciclagem, as baterias de íon-lítio são uma bateria econômica para produzir e reciclar. Tudo se resume a mudanças na tecnologia.

Há uma razão mais importante para focar a atenção na reciclagem de baterias em fim de vida. Especialistas acreditam que os estoques de cobalto e lítio serão limitados a partir de 2024. Espera-se que os estoques de níquel estejam bem até 2025, mas em algum momento esses estoques também podem começar a diminuir. Os avanços na fabricação de baterias e o foco na reciclagem desses materiais preciosos são etapas essenciais da produção.

O Departamento dos EUA se associou à National Electrical Manufacturers Association para criar padrões de reciclagem para baterias de íon-lítio. Depois que esses padrões de reciclagem estiverem em vigor, o descarte e a reciclagem de baterias em fim de vida passam a ocupar o centro das atenções. Enquanto isso, muitas empresas e organizações já estão trabalhando duro para mudar o jogo das baterias de íon-lítio.

Atualmente, os metais em baterias de íon-lítio gastas não são de baixo valor porque existem diferentes óxidos. Você tem uma variedade como cobalto de lítio, cobalto de manganês de níquel de lítio, alumínio de cobalto de níquel de lítio, fosfato de ferro de lítio. Os fabricantes de baterias procuram metais puros. A qualidade é importante. O Laboratório Nacional Argonne do Departamento de Energia descobriu uma maneira econômica de reciclar baterias de íon-lítio. Não é fácil.

O que o DOE descobriu foi que a flotação de espuma pode separar os materiais. Como funciona a flotação de espuma? Os óxidos das baterias gastas vão para tanques de flotação, e o ar é bombeado com os misturadores ajudando a obter a solução espumosa. Os materiais do cátodo normalmente afundam após a absorção de água. Nesse caso, eles descobriram que a adição de um aditivo químico que impedia a absorção de água fazia com que o óxido de lítio, níquel, manganês e cobalto flutuasse. Isso deixou o óxido de manganês de lítio afundar.

Após a separação, eles testaram os materiais do cátodo. Eles tinham níveis de pureza de mais de 95%. Graças a essa descoberta, aumenta as chances de os fabricantes de baterias comprarem recicladas em vez de recém-mineradas.

Um estudo do Worcester Polytechnic Institute descobriu que as baterias feitas de materiais reciclados funcionam melhor. Neste estudo do professor Yan Wang, o pó de cátodo reciclado foi testado e comparado com o novo pó. Todos os materiais reciclados duraram mais de 50% a mais.

O pó feito de novo pó de cátodo caiu para 70% da capacidade após 7.600 ciclos. Para o pó de cátodo reciclado, ele teve 11.600 ciclos antes de cair para 70% da capacidade. Neste estudo, as baterias recicladas mostraram ser a melhor opção.