W wycofanych na rynek akumulatorach litowo-żelazowo-fosforanowych akumulatory, które nie mają wartości wykorzystania stopniowego, oraz akumulatory po stopniowym wykorzystaniu zostaną ostatecznie zdemontowane i poddane recyklingowi. Różnica między baterią litowo-żelazowo-fosforanową a baterią trójskładnikową polega na tym, że nie zawiera ona metali ciężkich, a odzyskiem są głównie Li, P i Fe. Wartość dodana produktu do odzysku jest niska, dlatego należy opracować tanią drogę odzyskiwania. Istnieją dwie główne metody odzysku: metoda ogniowa i metoda mokra.
Proces odzyskiwania po pożarze
Tradycyjna metoda odzyskiwania ognia polega na spalaniu elektrod w wysokiej temperaturze, w wyniku czego następuje wypalenie węgla i substancji organicznych znajdujących się we fragmentach elektrod. Pozostały popiół, którego nie można spalić, jest ostatecznie przesiewany w celu wytworzenia drobnego proszku zawierającego metale i tlenki metali. Proces jest prosty, ale proces obróbki jest długi, a kompleksowy odzysk cennych metali niski. Ulepszona technologia odzyskiwania ognia polega na usunięciu spoiwa organicznego poprzez kalcynację, oddzieleniu proszku fosforanu litowo-żelazowego od arkusza folii aluminiowej w celu uzyskania materiału w postaci fosforanu litowo-żelazowego, a następnie dodaniu odpowiednich surowców w celu uzyskania wymaganego stosunku molowego litu, żelaza i fosforu oraz zsyntetyzować nowy fosforan litowo-żelazowy metodą wysokotemperaturową w fazie stałej. Zgodnie z kalkulacją kosztów, zużyty akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy można poddać recyklingowi za pomocą ulepszonej metody ogniowej i suchej, ale nowy fosforan litowo-żelazowy przygotowany w tym procesie odzyskiwania ma wiele zanieczyszczeń i jest niestabilny.
Proces odzyskiwania na mokro
Odzysk na mokro odbywa się głównie za pomocą roztworów kwasowych i zasadowych w celu rozpuszczenia jonów metali w baterii fosforanu litowo-żelazowego, dalszego wykorzystania wytrącania, adsorpcji i innych sposobów ekstrakcji rozpuszczonych jonów metali w postaci tlenków, soli i innych postaci, przy czym większość procesu reakcji wykorzystuje się H2SO4, NaOH, H2O2 i inne odczynniki. Proces odzyskiwania na mokro jest prosty, wymagania sprzętowe nie są wysokie, nadaje się do produkcji przemysłowej na dużą skalę, jest najczęściej badany przez naukowców, jest także głównym sposobem przetwarzania zużytych akumulatorów litowo-jonowych w Chinach.
Odzysk akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego to głównie elektroda dodatnia. Podczas odzyskiwania elektrody dodatniej z fosforanu litowo-żelazowego metodą mokrą należy najpierw oddzielić kolektor z folii aluminiowej od substancji czynnej elektrody dodatniej. Jedną z metod jest użycie roztworu ługu do rozpuszczenia zebranego płynu, a substancja czynna nie reaguje z ługiem, można ją przefiltrować w celu uzyskania substancji aktywnej. Druga metoda polega na użyciu rozpuszczalnika organicznego do rozpuszczenia spoiwa PVDF, tak aby oddzielić materiał anodowy z fosforanu litowo-żelazowego i folię aluminiową, ponownie wykorzystać folię aluminiową, substancje czynne można poddać późniejszej obróbce, rozpuszczalnik organiczny można poddać obróbce przez destylację, aby osiągnąć jego recykling. W porównaniu z obiema metodami, druga metoda jest bardziej bezpieczna dla środowiska. Odzysk fosforanu litowo-żelazowego w elektrodzie dodatniej polega na tworzeniu się węglanu litu. Ta metoda odzyskiwania jest tania i jest stosowana przez większość przedsiębiorstw zajmujących się recyklingiem fosforanu litowo-żelazowego, ale główny składnik fosforanu litowo-żelazowego, fosforanu żelaza (95%) nie został poddany recyklingowi, co powoduje marnowanie zasobów.
Idealną metodą odzyskiwania na mokro jest przekształcenie odpadowego materiału katody w postaci fosforanu litowo-żelazowego w sól litową i fosforan żelaza w celu uzyskania odzysku Li, Fe i P. Jeśli fosforan litowo-żelazowy chce stać się solą litu i fosforanem żelaza, konieczne jest utlenienie żelaza na żelazo trójwartościowe i do ługowania litu stosować ługowanie kwasowe lub ługowanie alkaliczne. Niektórzy uczeni oddzielali blachy aluminiowe i fosforan litowo-żelazowy poprzez kalcynację utleniającą, a następnie otrzymywali surowy fosforan żelaza przez ługowanie i oddzielanie kwasem siarkowym. Do wytrącenia węglanu litu podczas usuwania roztworu zastosowano węglan sodu. Krystalizacja przez odparowanie przesączu w celu otrzymania bezwodnego siarczanu sodu, produktów sprzedawanych jako produkty uboczne; Surowy fosforan żelaza poddaje się dalszej rafinacji w celu uzyskania fosforanu żelaza o jakości akumulatorowej, który można wykorzystać do przygotowania materiałów z fosforanu litowo-żelazowego. Technologia ta jest stosunkowo dojrzała po latach badań.
