Вопросы утилизации тяговых литий-ионных аккумуляторов

Сложность утилизации считают одним из главных аргументов против литий-ионных батарей. Большая часть использованных Li-ion аккумуляторов сегодня поступает от владельцев электронных устройств, электромобилей и персонального городского транспорта. Объем литиевых АКБ на рынке складской техники пока невысокий, да и многие из них еще не выработали свой ресурс. Сегодня сбором отработанных аккумуляторов занимаются специализированные компании, перерабатывающие предприятия и производители.

Вышедшие из строя литий-ионные батареи вилочных погрузчиков требуют тщательного продумывания безопасных процессов обработки и транспортировки. Рассмотрим следующие аспекты утилизации и переработки:

  • Безопасность хранения, сбора, перемещения отработанных Li-ion батарей.
  • Особенности процессов вторичной переработки.
  • Как аккумуляторы делаются более пригодными к вторичной переработке.

Безопасное обращения с отработанными литий-ионными батареями

Вы же не станете разжигать огонь рядом с заливным отверстием бака дизельного или бензинового автопогрузчика? Свои правила безопасности действуют и в отношении тяговых Li-ion аккумуляторов вилочных электропогрузчиков.

Наибольший риск связан с тепловым разгоном, если система управления (BMS) теряет контроль над работой батареи. В результате быстрой цепной реакции происходит тепловой выброс, который становится причиной возгорания. Такая неприятность может произойти из-за перезарядки, глубокой разрядки, внутреннего дефекта, прокола или иного повреждения батареи. Опасность сохраняется, если Li-ion аккумуляторы выбрасывают, особенно в поврежденном состоянии.

Из-за возможности самовозгорания, отработанные литиевые АКБ относятся к опасным грузам. Для их хранения и транспортировки нужно использовать контейнеры с противопожарной конструкцией. Перед перевозкой в транспортном средстве аккумуляторы должны пройти проверку в пункте сбора, где они сортируются и хранятся до передачи на перерабатывающее предприятие.

Производители разрабатывают безопасные в обращении и перемещении конструкции батарей. В последнее время актуальными стали модульные АКБ, которые собираются в лотке или ящике из толстолистового металла. Прочный ящик надежно сохраняет энергетические модули и электронные компоненты от внешних воздействий. Сами модули с литий-ионными элементами также защищаются металлическими кожухами. Такое многоуровневое «бронирование» минимизирует риски, связанные с повреждениями. Для складской техники производят модули на 12, 24, 36, 40 В, которые можно объединять в более производительные АКБ.

Особенности процесса вторичной переработки

Стоимость вторичной переработки Liion элементов сегодня превышает стоимость восстановленных материалов. Возьмем для примера немецкую компанию-переработчика Nickelhütte Aue (NHA), которая уже более 10 лет перерабатывает литий-ионные АКБ крупных автопроизводителей.

Средняя эффективность переработки литиевых элементов на заводе NHA достигла около 74,5%. Основные извлекаемые металлы для повторного использования – это никель, алюминий, кобальт, железо, медь. Они содержатся в малых количествах, поэтому с автопроизводителей приходится брать плату за переработку, чтобы покрыть расходы. Сегодня извлечение лития нерентабельно, однако его доля в весе аккумулятора лишь около 2%.

Для переработки Li-ion аккумуляторов в компании NHA применяется пирометаллургический способ с последующим гидрометаллургическим этапом. В результате плавления в печи получается промежуточный продукт с содержанием концентрированных металлов. Во время гидрометаллургического этапа этот продукт выщелачивается под высоким давлением. С помощью экстракции растворителями в итоге получают сульфаты меди, никеля, кобальта.

Достижения в области пригодности к вторичной переработке

Батареи модульной конструкции проще в ремонте и хорошо адаптируются для любого парка складской техники. Неисправные модули легко и быстро заменяются на исправные. Если клиент приобретает вилочный погрузчик новой серии с АКБ другого размера, формы или емкости, то можно переставить модули в другой корпус или лоток. Таким образом, тяговый аккумулятор не нужно выбрасывать из-за отдельных неисправных ячеек или приобретения другого вилочного погрузчика.

Большие тяговые Li-ion батареи в необязательно утилизировать сразу, как только они перестают держать заряд, достаточный для эффективной работы электропогрузчика. Они все еще могут подходить для выполнения иных задач. Например, для накопления энергии во время пиковой выработки в электросетях. Когда приходит время утилизации, то модули извлекаются и отправляются на переработку. Поддон, электрические элементы, грузы для противовеса можно использовать повторно.