Литиевые элементы и аккумуляторы стали популярны в силу высокого электродного потенциала лития (-3.045 В), а также высокой удельной энергии (11757 Вт.ч/кг). Широкое распространение литиевых химических источников тока (ХИТ) ставит задачу их эффективной утилизации после использования.
Ручная разборка литиевого элемента
Литий — это щелочной металл, который горит на воздухе и реагирует с водой с образованием водорода. Тем не менее, он мене активен, чем калий или натрий. Металлический литий встречается в пальчиковых элементах (1,5v) и таблетках (3v) типа CR2032 от питания CMOS материнских плат. Литиевые элементы содержат металлический литий в виде ленты или пластинки.
Любые манипуляции с вынутым литиевым электродом желательно проводить под маслом и в перчатках. На воздухе литий покрывается плотной оксидной пленкой и при соприкосновении с влажной кожей образуется гидроксид лития — щелочь.
После извлечения литиевой фольги нужно поместить её в емкость с керосином или вазелиновым маслом чтобы предотвратить окисление. В дальнейшем можно провести ряд опытов для исследования свойств лития.
Ручная разборка литиевого аккумулятора
В данных батареях литий находится в виде соединений, например, LiCoO2 и внедренных в графит ионов лития CLix. На положительный электрод из медной фольги наносят пасту, содержащую графит, на отрицательный электрод из алюминиевой фольги наносится паста из литированного оксида кобальта или литированного фосфата железа (состав катодов сильно отличается у производителей).
Если аккумулятор раздутый, то в самом уголке прокалываем его иголкой. Удаляем плату защиты от короткого замыкания и перезарядки. Далее, в ионных снимаем аккуратно кусачками стакан, в полимерных — отрезаем ножницами запаянный край. Стараемся не закорачивать (прорезать) рулон. Вытаскиваем содержимое — рулон. Желательно размотку его производить на свежем воздухе, т.к. летучий апротонный растворитель электролита токсичен.
Размотав рулон увидим алюминиевую и медную фольгу, покрытую темным активным слоем. Между ними слой полимерной мембраны. Фольгу можно отмыть и использовать для опытов.
Промышленная переработка литиевых ХИТ
Лидером промышленной переработки литиевых аккумуляторов является Китай. Вторичная переработка литиевых источников тока идет по нескольким направлениям. Традиционно литиевые ХИТ плавятся при высоких температурах. Затем из расплава различными путями восстанавливаются отдельные металлы или их соединения.
Другие методы включают механическую разборку (дезинтеграцию) литиевых ХИТ и выщелачивание катодных материалов. Например, электроды растворяют в серной кислоте. Затем следует очищение и восстановление цветных металлов, регенерация лития и рециркуляция воды.
Процесс гидрометаллургического восстановления позволяет извлекать из батарей кобальт, литий, марганец и никель.