Separação do material catódico e anódico de baterias de íon lítio - Ronchini, Carolina Magda Bassoto [UNESP] (2022)
A demanda por Baterias de Íon Lítio (LIBs, do inglês Lithium-Ion Battery) tem aumentado exponencialmente, devido às suas características desejáveis de alta densidade de energia, longa vida útil, volume pequeno, peso leve, não possuir efeito memória, aplicação em ampla faixa de temperaturas. Além disso, as LIBs possuem aplicabilidades em produtos eletrônicos de consumo, armazenamento de energia estacionária e, especialmente, na eletromobilidade. Para atender a essa demanda crescente, a reciclagem torna-se essencial, uma vez que, além de reduzir o impacto ambiental negativo que seria gerado se essas baterias fossem descartadas e na extração de matéria-prima virgem, minimiza os desafios da escassez de lítio e outros metais valiosos, como o cobalto, níquel e manganês e gera retorno econômico para o setor industrial. Alguns processos de reciclagem de LIBs estão em operação pelo mundo, a maioria baseada em processos pirometalúrgicos, alguns hidrometalúrgicos, mas sempre visando apenas a recuperação de alguns metais valiosos, descartando materiais constituintes valiosos e tendo como base de separação dos materiais catódicos e anódicos por meio de cominuição. Este trabalho de pesquisa visou desenvolver uma técnica de separação e recuperação dos materiais constituintes das LIBs. Teve-se como foco principal os componentes dos eletrodos, fazendo uso de um método não destrutivo, que seja aplicável à diferentes óxidos metálicos e encapsulamentos das baterias, culminando na reciclagem e fechamento do ciclo de vida do produto. O método desenvolvido foi aplicado em baterias do tipo LCO (LiCoO2) e NMC (LiNixCoyMnzO2) e obteve-se altas taxas de recuperação de material, com 80% de recuperação do material catódico das LIBs LCO e 90% de recuperação do material catódico de LIBs NMC. A tecnologia proposta também demonstra potencial de escalabilidade industrial, com baixos custos operacionais, baixa complexidade e risco laboral e baixo potencial de impacto ambiental.