리튬 이온 배터리는 리튬, 니켈, 망간, 코발트 및 알루미늄과 같은 다양한 금속을 사용합니다. 이러한 금속의 채굴은 환경을 해롭게 할 수 있습니다. 리튬 및 코발트 등의 양은 제한적이므로 리튬 이온 배터리의 사용이 많아지면 가격이 오를 수 있습니다. 또한 이러한 물질에는 독성이 있으므로 수명이 다해 매립지로 들어오면 토양과 지하수를 오염시킬 수 있습니다.
리튬 이온 배터리를 재활용하면 이러한 독성 폐기물이 매립지에 들어오지 않도록 할 수 있을 뿐만 아니라 지속 가능한 배터리 가치 사슬을 구축하기 위한 더 많은 원료를 제공할 수 있습니다. 그러나 재활용을 위해서는 먼저 배터리의 화학적 성질을 먼저 평가해야 합니다. 당사의 X선 기반 솔루션은 중고 배터리의 화학적 성질에 대한 식별력을 가지도록 지원하므로 귀사는 상업적으로 가능한 재활용 옵션을 언제라도 사용할 수 있습니다.
재활용 배터리에서 어떻게 금속을 효율적으로 회수할 수 있습니까?
배터리를 사전 처리 및 가공한 다음 고열을 사용하는 건식 야금과 화학물질을 사용하는 습식 야금의 두 가지 주요 방법을 통해 유용 금속을 회수할 수 있습니다. 보다 효율적인 재활용 기술에는 종종 건식 야금과 습식 야금이 결합된 하이브리드 접근법이 포함됩니다.
그러나 리튬 이온 배터리(LIB)가 완전히 동일하지는 않으므로 LIB 재활용에서 이 단계에 도달하는 것은 어려울 수 있습니다. 구체적으로, LIB의 양극 물질은 일반적으로 코발트, 니켈, 망간, 알루미늄, 철 등의 다른 금속과 리튬으로 구성됩니다. 코발트와 니켈은 최신 배터리에 가장 많이 사용되는 물질이지만 다른 조성도 자주 사용됩니다.
이러한 가변적인 화학적 성질은 리튬 이온 배터리 재활용을 위해 유입되는 배터리 유형에 대한 관리가 제한적일 때가 많다는 것을 의미합니다. 따라서, 배터리 재활용을 위한 전처리 과정에는 유입되는 배터리의 화학적 성질에 대한 평가가 포함되어야 합니다. 이는 유입되는 배터리를 정확하게 평가하고 등급을 분류하기 위해서도 중요합니다. 당사의 X선 기반 솔루션은 화학 조성과 결정상 분석 모두를 통해 이 공정을 지원할 수 있습니다.
화학 조성: X선 형광 (XRF)은 유도 결합 플라즈마(ICP) 분광법의 대안입니다. 이 방법은 몇 ppm에서 최대 100%까지 양극 및 음극 물질의 화학 조성 변화와 불순물을 분석할 수 있습니다.
실제로, 낮은 비율의 주요 원소의 경우 XRF는 샘플 희석 또는 산의 소화가 필요하지 않으므로 ICP보다 간단하고 정확한 원소 조성 측정 방법을 제공합니다. 많은 선도적인 배터리 회사에서 당사의 벤치탑 E4 XRF 또는 Zetium WD XRF 분광기를 사용하여 양극 및 전구체 물질을 분석합니다.
그림1: LFMP 샘플의 0-100% 망간에서 당사의 Epsilon 4 XRF에 대한 일반적인 배터리 샘플 분석. Omnian 무표준은 교정에 대한 표준이 필요하지 않으며 빠른 선별 검사를 통해 정확한 결과를 제공합니다.
결정상 : 배터리 재활용 전처리 공정 배터리 물질의 결정상에 의해 영향을 받을 수도 있습니다. 또한, 결정상 분석에서는 X선 회절 기법을 선택할 수 있습니다. 특히, 뛰어난 데이터 품질을 가진 사용하기 쉬운 장비인 Aeris 컴팩트 X선 회절계를 사용하여 배터리 물질의 결정상 조성을 정확하게 분석할 수 있습니다.
