ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ ΙΟΝΤΩΝ ΛΙΘΙΟΥ

Η επαναχρησιμοποίηση μπαταριών συμβαίνει όταν οι επισκευασμένες μπαταρίες επαναχρησιμοποιούνται απευθείας σε άλλη εφαρμογή EV, όπως σε ένα όχημα που απαιτεί μικρότερες αποστάσεις ταξιδιού. Η επισκευή των μπαταριών είναι παρόμοια με αυτή άλλων ηλεκτρονικών ειδών, δηλαδή τα μη λειτουργικά μέρη επισκευάζονται/αντικαθίστανται για να αποκατασταθεί η απόδοση. Ακόμη, μπορεί απλά να πραγματοποιηθεί πρόχειρος έλεγχος για τη σωστή λειτουργία των μπαταριών EV ή/και απλός καθαρισμός, προτού προωθηθούν για επισκευή κι επαναχρησιμοποίηση.

Μια μπαταρία ιόντων λιθίου στο κέντρο επισκευής μπαταριών, ακολουθεί τρεις φάσεις:

Η πρώτη φάση περιλαμβάνει δοκιμή και διάγνωση: η μπαταρία δοκιμάζεται κι ελέγχεται για πιθανή ζημιά. Η συγκεκριμένη διάγνωση καθορίζει τα επόμενα βήματα.

Εν συνεχεία, μια ομάδα ειδικών στην υψηλή τάση επισκευάζει την μπαταρία ή αντικαθιστά ορισμένα μέρη της. Οι μπαταρίες αποτελούνται από μονάδες και κελιά. Οι μονάδες αντικαθίστανται σχετικά εύκολα. Εάν δεν είναι δυνατή η επισκευή για το ηλεκτρικό όχημα, η μπαταρία ή η μονάδα αποστέλλεται σε συνεργάτη για ανακατασκευή ή ανακύκλωση.

Τέλος, η επισκευασμένη μπαταρία θα επιστρέψει σε ηλεκτρικό όχημα.

Η αναπροσαρμογή χρήσης αφορά στις εργασίες οι οποίες υλοποιούνται, με αποτέλεσμα οι μπαταρίες που δεν είναι απόβλητα ή μέρη αυτών, να βρίσκουν διαφορετική χρήση τελικά από την χρήση για την οποία είχε αρχικά σχεδιαστεί η μπαταρία ή το μέρος αυτής. Τουτέστιν, οι μπαταρίες EV μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για διαφορετικές εφαρμογές. Καθώς το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας μεταβαίνει σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, απαιτούνται περισσότερες σταθερές μπαταρίες αποθήκευσης για να διασφαλιστεί ότι η ηλεκτρική ενέργεια είναι διαθέσιμη ανά πάσα στιγμή. Αφού χρησιμοποιηθεί μια μπαταρία σε ένα EV, αφαιρείται από το αυτοκίνητο και στη συνέχεια δοκιμάζεται αρκετές φορές για να προσδιοριστεί η υγεία της μπαταρίας και εάν είναι κατάλληλη για χρήση σε σταθερή αποθήκευση. Εάν βρίσκεται σε καλή κατάσταση, η μπαταρία συνδέεται σε ένα δίκτυο μπαταριών ώστε να δημιουργηθεί ένα μεγαλύτερο σύστημα μπαταρίας. Πολλά από αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούνται για την υποστήριξη ηλιακών συστοιχιών.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι περίπλοκα προϊόντα κι απαιτείται να χρησιμοποιηθούν διάφορες μέθοδοι για την ανακύκλωσή τους. Συγκεκριμένα, οι διαδικασίες που χρησιμοποιούνται συνδυαστικά για τον διαχωρισμό και την ανακύκλωση των πρώτων υλών των μπαταριών, είναι:

1. Φυσική και μηχανική διαδικασία: υλοποιείται αποσυναρμολόγηση, διαχωρισμός και τεμαχισμός των εξαρτημάτων της μπαταρίας με σκοπό να αξιοποιηθούν οι ξεχωριστές φυσικές ιδιότητες των υλικών, όπως η πυκνότητα, η θερμοκρασία τήξης και η διαλυτότητα. Οι επιλεγμένες αυτές διαδικασίες χρησιμοποιούνται βασικά ως στάδιο προεπεξεργασίας του διαχωρισμού των υλικών ανόδου & καθόδου από άλλα υλικά, βοηθώντας μετέπειτα στις διαδικασίες ανάκτησης.
2. Χημική διαδικασία: πραγματοποιείται η χημική καθίζηση, η διάλυση, η εκχύλιση με διαλύτη, καθώς και οι θερμικές επεξεργασίες.

Αφού συλλεχθούν οι μπαταρίες λιθίου EV, εκφορτώνονται και ταξινομούνται σύμφωνα με τις φυσικοχημικές τους ιδιότητες και το σχήμα τους. Έπειτα, ακολουθεί ο καθαρισμός. Αφού καθαρισθούν, τα εξαρτήματα των μπαταριών αποσυναρμολογούνται με σκοπό να ελεγχθούν και να πραγματοποιηθεί η διαλογή τους. Τα εξαρτήματα των μπαταριών κατατάσσονται σε: ανακυκλώσιμα υλικά, μη ανακυκλώσιμα υλικά και επαναχρησιμοποιήσιμα εξαρτήματα.

Οι φυσικοχημικές ιδιότητες των υλικών (πυκνότητα, γεωμετρικές, μαγνητικές και ηλεκτροστατικές ιδιότητες) διευκολύνουν τον διαχωρισμό τους. Εντούτοις, τα μείγματα που προκύπτουν από αυτό το στάδιο, χρειάζεται να εξευγενιστούν.

Στον μεταλλουργικό εξευγενισμό χρησιμοποιούνται πυρομεταλλουργικές, υδρομεταλλουργικές ή βιομεταλλουργικές διεργασίες. Ευρέως χρησιμοποιούνται οι πυρομεταλλουργικές διεργασίες,  όπου με τις υψηλές θερμοκρασίες (800-1300 ^οC) ανακτώνται κράματα σιδήρου, νικελίου, κοβαλτίου και χαλκού. Από την σκωρία είναι δυνατόν να ανακτηθούν το μαγγάνιο, το λίθιο, το πυρίτιο, το αλουμίνιο και το ασβέστιο. Οι συγκεκριμένες διαδικασίες ωστόσο καταναλώνουν πολλή ενέργεια, δεν είναι ευέλικτες κι έχουν χαμηλή απόδοση.

Συγκριτικά με τις πυρομεταλλουργικές διεργασίες περισσότερο βιώσιμες θεωρούνται οι υδρομεταλλουργικές. Στις υδρομεταλλουργικές διαδικασίες περιλαμβάνονται η εκχύλιση, η διάλυση και ο διαχωρισμός των υλικών σε συνθήκες χαμηλών θερμοκρασιών, σε υδατικά διαλύματα με χημικές αντιδράσεις.

Συνδυάζοντας τις παραπάνω διεργασίες, επιτυγχάνεται ποσοστό ανακύκλωσης των υλικών άνω του 90% από μία κυψέλη μπαταρίας. Τα υλικά που ανακτώνται είναι: αλουμίνιο, χαλκός, γραφίτης, κοβάλτιο, μαγγάνιο, λίθιο, νικέλιο και οργανικά ανθρακικά άλατα των ηλεκτρολυτών.