Journal of the Korean Chemical Society (대한화학회지)

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Safe Decomposition of the Vehicle Waste Battery Module and Development of Separation Process of Cathode Active Material from Aluminum Thin Film

자동차용 폐 리튬 이차전지 모듈의 안정적 해체와 알루미늄 박막으로부터 양극활물질의 분리공정 개발

  • Kim, Younjung (Center for Instrumental Analysis, Andong National University) ;
  • Oh, In-Gyung (Department of Applied Chemistry, Andong National University) ;
  • Hong, Yong Pyo (Department of Applied Chemistry, Andong National University) ;
  • Ryoo, Keon Sang (Department of Applied Chemistry, Andong National University)
  • 김연정 (안동대학교 공동실험실습관) ;
  • 오인경 (안동대학교 응용화학과) ;
  • 홍용표 (안동대학교 응용화학과) ;
  • 유건상 (안동대학교 응용화학과)
  • Received : 2019.07.09
  • Accepted : 2019.08.07
  • Published : 2019.12.20
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Abstract

It has developed a method that can recover efficiently the reproducible resources from the vehicle waste lithium second battery module. Module cell consists of copper thin film, aluminum thin film and diaphragm made with polymer between these thin films. Cell was disassembled completely without any damage in glove box and through several steps. Preferentially, cathode active material was separated from aluminum thin film at heat treatment of 400 ℃. The retrieved cathode active material was then obtained as high purity after calcining at 800 ℃ to remove residual carbon. Based on this study, it was found that rare metals such as Co, Ni, Mn and Li made up of cathode active material could recover above 80% from aluminum thin film.

본 연구는 자동차 폐리튬 이차전지의 모듈로부터 재생할 수 있는 자원을 효율적으로 회수하는 방법을 개발하는 것이다. 모듈의 셀은 구리 박막, 알루미늄 박막, 그리고 이들 사이는 폴리머 재질의 격막으로 이루어져 있다. 셀은 특별히 제작한 글러브 상자 안에서 그리고 여러 번의 단계를 거쳐 손상 없이 완전히 해체 하였다. 우선적으로 양극활물질은 400 ℃에서 열처리하여 알루미늄 박막으로부터 분리하였다. 그런 후 분리된 양극활물질은 잔류되어 있는 탄소 성분을 제거하기 위해 800 ℃에서의 소성 후에 최종적으로 높은 순도로 회수되었다. 본 연구 결과를 바탕으로 해서, 알루미늄 박막으로부터 양극활물질을 구성하고 있는 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 리튬(Li)과 같은 희유금속들을 80% 이상 회수할 수 있었다.

Keywords

References

  1. Guo, Y.; Li, F.; Zhu, H.; Li, G.; Huang, J.; He, W. Waste Management 2016, 51, 227. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2015.11.036
  2. Zhu, S.; HE, W.; LI, G.; Zhou, Xu.; Zhang X.; Huang, J. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 2012, 22, 2274. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(11)61460-X
  3. Swain, B.; Jeong, J.; Lee, J. C.; Lee, G. H.; Sohn, J. S. J. Power Sources 2007, 167, 536. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.02.046
  4. Chen, X.; Ma, H.; Luo, C.; Zhou, T. Journal of Hazardous Materials 2017, 326, 77. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2016.12.021
  5. Wang, M.; Zhang, C.; Zhang, F. Waste Management 2016, 51, 239. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.03.006
  6. Sun, L.; Qiu, K. Waste Management 2012, 32, 1575. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2012.03.027
  7. Zhao, J. M.; Shen, X. Y.; Deng, F. L.; Wang, F. C.; Wu, Y.; Liu, H. Z. Separation and Purification Technology 2011, 78, 345. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2010.12.024
  8. Wang, R.; Lin, Y.; Wu, S. Hydrometallurgy 2009, 99, 194. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2009.08.005
  9. Sun, L.; Qiu, K. Journal of Hazardous Materials 2011, 194, 378. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.07.114
  10. Paulino, J. F.; Busnardo, N. G.; Afonso, J. C. Journal of Hazardous Materials 2008, 150, 843. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.10.048
  11. Ordonez, J.; Gago, E. J.; Girard, A. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2016, 60, 195. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.363
  12. Wang, M. M.; Zhang, C. C.; Zhang, Fu. S. Waste Management 2016, 51, 239. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.03.006
  13. Nayaka, G. P.; Pai, K. V.; Santhosh, G.; Manjanna, J. Hydrometallurgy 2016, 161, 54. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2016.01.026
  14. Nayaka, G. P.; Pai, K. V.; G. Santhosh, J. Journal of Environmental Chemical Engineering 2016, 4, 2378. https://doi.org/10.1016/j.jece.2016.04.016
  15. Li L.; Dunn, J. B.; Zhang, X. X.; Gaines, L.; Chen, R. J.; Wu, F.; Amine, K. Journal of Power Sources 2013, 233, 180. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.12.089
  16. Joo, S. H.; Shin, D. J.; Oh, C. H.; Wang, J. P.; Senanayake, G.; Shin, S. M. Hydrometallurgy 2016, 159, 65. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2015.10.012
  17. Virolainen, S.; Fini, M. F.; Laitinen, A.; Sainio, T. Separation and Purification Technology 2017, 179, 274. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2017.02.010