FenixEdu™

Dissertação

{en_GB=Industrial and Laboratory Processing of Spent Li-Ion Batteries for Efficient Materials Recovery} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Com o aumento do número de veículos elétricos em circulação, existe a necessidade de criar soluções para tratar as baterias provenientes destes veículos. A necessidade destas soluções prende-se com a quantidade de metais críticos presentes nas baterias e a importância de criar alternativas à exploração desses metais. O objetivo deste trabalho é desenvolver, à escala industrial, um procedimento de descarregamento e desmantelamento das baterias para posterior tratamento, incluindo um balanço mássico dos componentes que compõe a bateria. À escala laboratorial, o objetivo é determinar a percentagem de cada componente, o tipo de química utilizada e caracterizar morfologicamente algumas das células, estudando o impacto dos tratamentos anteriormente impostos. Para desativar as baterias, descargas elétricas e diferentes soluções salinas/causticas foram testadas. A descarga elétrica não vai influenciar a estrutura morfológica das células e pode possibilitar a reposição de alguma eletricidade à rede da empresa. Contudo, quando a diferença de potencial nas baterias torna-se baixa, pode demorar várias horas até atingirem níveis seguros de carga. Quando se usa soluções estaremos sempre condicionados pelo tratamento de efluentes líquidos, no entanto, dependendo da estrutura da célula, as condições da solução podem ser ajustadas de modo a permitir um descarregamento mais rápido. Das 10 células analisadas, podemos concluir que a tecnologia mais usada é de facto a NMC, particularmente a NMC111. Em média a célula é responsável por 68,08% da massa total da bateria, seguida do módulo (18,66%) e do sistema periférico que compõe o pack (13,26%)., en=With the increasing number of electric vehicles on the road, the need to develop solutions to treat the batteries coming from these vehicles rose. The necessity to treat these batteries comes from the use of critical raw materials and a need for an alternative to their exploitation. The objective of this work was to develop at an industrial scale, a deactivation and dismantling procedure of batteries for further treatment, including mass balance of components that compose the battery. At the laboratory scale, the purpose was to determine the percentage of each component, type of chemistry used and morphologically characterise some of the cells while studying the impact of the previously imposed treatments. For deactivating the batteries an ohmic discharge and different brine/caustic solutions were used. Ohmic discharge will not influence the structure of the cells and it may be possible to deliver some of the charge back to the plant facilities. However, when there are low voltages, it may take several hours to reach safety levels of charge. When using solutions, one is always conditioned by the liquid effluents treatment, however, depending on the shape of the cell, the perfect solution conditions can be calculated for a faster discharge. By analysing the 10 cells it can be concluded that the most used technology is in fact NMC, particularly NMC111. On average, the cell is responsible for 68.08% of the total weight of the battery, followed by the module (18.66%) and the battery periphery system that composes the pack (13.26%).}
Keywords: {pt=Bateria iões lítio, Desmantelamento, Desativação, Reciclagem, en=Lithium-ion batteries, Dismantling, Deactivation, Recycling}

Discussão: novembro 24, 2021, 17:0