Reciclagem de baterias de carros elétricos a partir de métodos hidrometalúrgicos e sustentáveis

 

 

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

 

 

 

Resumo

Os veículos elétricos representam uma grande aposta no que diz respeito à preservação do meio ambiente quando o assunto é redução da emissão de gases de efeito estufa. Dessa forma, o consumo desse tipo de veículo poderá ter um aumento significativo ao longo das próximas décadas, gerando maior necessidade de tratamentos e descartes adequados dos seus resíduos, como as baterias presentes nesses veículos. As baterias usadas em carros elétricos são baterias de íons de lítio (Li-ion). Elas têm em sua composição característica um ânodo de grafite, um cátodo de óxido de lítio e metais de transição, um separador microporoso polimérico, coletores de corrente de alumínio e cobre, adesivos poliméricos e uma capa metálica e/ou polimérica. A pesquisa realizada no laboratório tem foco na reciclagem do cátodo da bateria a fim de recuperar os metais valiosos presente nessa parte. Metais como níquel, manganês, lítio e cobalto (considerado um metal crítico) são o objetivo nessa recuperação. Para essa reciclagem, usam-se conhecimentos e técnicas presentes na Hidrometalurgia, realizando processos de lixiviação ácida em meio aquoso com a presença de agentes lixiviantes inorgânicos e avaliando a eficiência da presença de oxigênio ou ar durante essa lixiviação. Ao final dos processos, objetiva-se a obtenção de um cátodo semelhante ao inicial.

 

 

Abstract

Electric vehicles represent a big bet in terms of preserving the environment when it comes to reducing the emission of greenhouse gases. Therefore, the consumption of this type of vehicle may have a significant increase over the next decades, generating a greater need for treatments and proper disposal of its waste, such as the batteries present in these vehicles. The batteries used in electric cars are lithium-ion (Li-ion) batteries. They have in their characteristic composition a graphite anode,  lithium and transition metal oxide cathode, a polymeric microporous separator, aluminum and copper current collectors, polymeric adhesives, and a metallic and/or polymeric layer. The research carried out in the laboratory focuses on recycling the battery cathode in order to recover the valuable metals present in this part. Metals such as nickel, manganese, lithium, and cobalt (considered a critical metal) are the objective in this recovery. For this recycling, knowledge and techniques present in Hydrometallurgy are used, performing acid leaching processes in an aqueous medium with the presence of inorganic leaching agents and evaluating the efficiency of the presence of oxygen or air during this leaching. At the end of the processes, the objective is to obtain a cathode similar to the initial one.

 

 

Fluxograma

 

 

Artigos Publicados

TAKAHASHI, V.C.I. ; BOTELHO JUNIOR, A.B. ; ESPINOSA, D.C.R. ; TENÓRIO, J.A.S. . Enhancing cobalt recovery from Li-ion batteries using grinding treatment prior to the leaching and solvent extraction process. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING, v. 8, p. 103801, 2020.

 

 

Pesquisas Relacionadas

Reciclagem de Pilhas e Baterias.

Resinas quelantes de troca iônica.

Extração por solventes.

 

 

Financiamento

Os projetos relacionados à reciclagem de baterias de carros elétricos são financiados pelas agências de fomento CAPES, CNPq e FAPESP Temático 2012 / 51871-9.