BR102020015621A2 - Método de reciclagem de baterias de íons de lítio - Google Patents
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Abstract
método de reciclagem de baterias de íons de lítio. trata-se de método de reciclagem (10) de baterias (bt) de íons de lítio do tipo empregado em empresas do setor eletroeletrônico, setor automotivo, setor de commodities interessadas nos metais e materiais recuperados pelo método; dito método de reciclagem (10) de baterias (bt) de íons de lítio é composto por macro etapas (11) seguidas de subprocessos (sb) realizados em ciclo fechado (cf) para reinserção de todos os subprodutos (20) gerados na cadeia produtiva útil; ditas macro etapas (11) podem ser definidas como etapa (11a) de descarga (a1), etapa (11b) de limpeza (a2), etapa (11c) de abertura (a3), etapa (11d) de separação (a4) e corte (a5) dos componentes das baterias (bt) catódicos e anódicos, e obtenção dos metais de interesse; ditos subprocessos (sb) compreendem etapas (11e) de recuperação dos produtos finais, como cobre e grafite (a6), materiais catódicos e óxido misto (a7) e recuperação/separação do oxido misto impuro (a8).
Description
[001] A presente patente de invenção trata de método de reciclagem de baterias de íons de lítio do tipo empregado por empresas do setor eletroeletrônico, setor automotivo, setor de commodities interessadas nos metais e materiais recuperados pelo método. Dito método de reciclagem de baterias de íons de lítio compreende as etapas de descarga, limpeza, abertura, separação e corte dos componentes das baterias, seguidas das etapas de recuperação dos produtos finais, como cobre, grafite, materiais catódicos e óxido misto permitindo a oferta de mercado do insumo e a demanda de mercado pelos componentes finais, de forma a compor alta eficiência, baixo custo e impacto ambiental reduzido.
[002] Atualmente, a recuperação de cobalto - Co - e níquel - Ni - ocorre por pirometalurgia. As baterias de íons de lítio - LIBs - são esmagadas e processadas como minérios naturais. O lítio - Li - segue para a escória e é tratado como minério, com teores de cobalto - Co - e lítio - Li - superiores aos encontrados em minérios naturais. Assim, há a necessidade do desenvolvimento de técnicas para a recuperação desses metais (Mayyas, Steward, Mann, 2018).
[003] Além disso, o solvente utilizado para a remoção dos materiais ativos é o N-metilpirrolidona - NMP, que é eficiente para a separação dos materiais anódicos e catódicos de suas respectivas folhas metálicas, porém é caro e tóxico (Chen, et al., 2015; Nayaka, et al., 2016; Peng, et al., 2019). Para este processo específico, a presente proposta se diferencia pois visa uma tecnologia sustentável, de baixo custo e escalonável, que permite a abertura das LIBs de forma rápida e segura. A separação dos materiais anódico e catódico das folhas de cobre e alumínio é feita com solução em pH básico.
[004] No material catódico estão os metais mais valiosos da bateria de íon de lítio - LIB, representando 22% do custo médio (Beck, 2018). Apesar da alta variação na constituição das LIBs, segundo (Nitta et al., 2015) o LiCoO2 - LCO - é o material catódico mais comercializado. Os principais fabricantes de Veículos Elétricos nos EUA utilizam quatro materiais catódicos diferentes (NCA - LiNio.8Co0.15Al0.05O2, NMC - LiNixCoyMnzO2, LPF -LiFePO4 e LMO - LiMnO2 ou LiMn2O4 spinel). Segundo (Blomgren, 2017) 25% dos modelos usam NCA, 58,4% usam NMC e o demais LFP e LMO. Estabelecendo uma rota para o NMC, estaremos habilitados para recuperar o LMO e LCO pela semelhança na composição. Portanto o foco da proposta é recuperar as baterias com NMC e NCA, abrangendo 91,7% dos modelos comercializados nos EUA.
[005] A crescente demanda dos aparelhos eletrônicos portáteis e, mais recentemente, dos veículos elétricos impulsionaram a produção e o consumo das baterias de íons de lítio - LIBs - nas últimas décadas (Li et al., 2012). A fim de atender esse crescente mercado, segundo uma avaliação feita em março de 2019 pela (Benchmark Mineral Intelligence - 2019), a produção das baterias de íons de lítio - LIBs na China só no mês de fevereiro deste ano chegou em 4,8 GWh. Com a construção de uma fábrica em Jinagsu, a China prevê a produção de 981 GWh até o ano de 2023. As composições químicas escolhidas pela mega fábrica para a produção das LIBs são NMC e LFP.
[006] Frente ao cenário mundial, a China detém hoje 63% da produção de lítio. Todavia, os seus produtores de catodo, segundo a avaliação da (Benchmark Mineral Intelligence - 2019), relatam baixos níveis de estoque, e estão buscando cadeias de suprimento para expansões de capacidade, a fim de retornarem ao mercado no segundo trimestre deste ano.
[007] O material catódico das baterias é formado por um óxido que contém lítio em associação com alguns metais valiosos como cobalto, níquel e manganês e outros nem tanto como o ferro (Nitta et al., 2015; Wang et al., 2013).
[008] Do ponto de vista de extração, o maior desafio no fornecimento de materiais como cobalto, e em menor escala o lítio é que esses materiais não são produtos primários da operação de mineração, mas sim subprodutos. O cobalto por exemplo é um coproduto de mineração de níquel (50%) ou ainda do cobre (35%), em uma escala que 0% representa a produção autossuficiente e 100% uma produção totalmente dependente das minerações de outros metais (Mayyas, Steward, & Mann, 2018). A única exceção à dependência do cobalto são as minas artesanais na República Democrática do Congo (RDC). O grande problema de uma produção de materiais complementares é que não se segue sempre a mesma proporção da demanda do metal, o que pode gerar escassez e flutuações de preço.
[009] Segundo o Departamento de Energia dos EUA (DOE), um estudo relativo à Estratégia de Materiais Críticos (U.S. Department of Energy, 2010) evidencia que existe um risco de fornecimento, levando em conta disponibilidade básica, demandas competitivas, fatores políticos, regulatórios e sociais, inclusive a relação de coprodução com outros materiais.
[010] Do ponto de vista comercial, nos últimos dois anos o preço do cobalto quadruplicou e o níquel subiu cerca de 70%. Atualmente, o cobalto é a matéria prima mais cara de uma LIB, custando quase seis vezes mais do que o níquel por tonelada (US $80.000 vezes US $14.000) (Gaines; Richa; Spangenberger, 2018). O lítio, por ser o metal mais leve e menos denso dentre todos os outros, tem um custo relativamente baixo na composição de uma LIB, variando entre 10% a 25% do custo do cobalto (Gaines; Richa; Spangenberger, 2018).
[011] Em pesquisa realizada em bancos de dados especializados foram encontrados documentos referentes à método de reciclagem de baterias de íons de lítio, tal como, encontrado no documento de n⍛. CN105024106-A que se refere método para recuperar fosfato férrico de uma bateria de íons de lítio residual e de um pedaço de ânodo descartado. O método compreende as seguintes etapas de: descarregar a bateria de íon de lítio residual, desmontar e remover uma casca metálica para obter um núcleo interno da bateria; imersão do núcleo interno da bateria obtido em um solvente orgânico para remover um eletrólito; esmagar o núcleo interno da bateria do qual o eletrólito é removido em detritos com 2-4 centímetros; imergir os detritos do núcleo interno em água após a volatilidade do solvente orgânico, separando um material de ânodo e um material de cátodo dos coletores de corrente de folha de alumínio e folha de cobre, removendo os coletores de corrente e um diafragma e filtrando para obter materiais mistos de ânodo e cátodo; calcinação do material misto ânodo e cátodo obtido, lixiviação do material misturado ânodo e cátodo usando um ácido inorgânico e filtragem para obter um líquido de lixiviação; e adicionar quantidade apropriada de peróxido de hidrogênio no líquido de lixiviação gota a gota, adicionar quantidade apropriada de água de amônia gota a gota até o pH ser 2 a 4 e filtrar, lavar e secar para obter fosfato férrico, em que sedimentos são continuamente gerados durante o processo.
[012] Dita tecnologia apresenta distinções em relação ao método ora reivindicado quais sejam: i) aplicação limitada à LFP; ii) não define o processo de descarga; iii) imersão em solvente orgânico usado para remoção do eletrólito; iv) filtra e obtém os compostos dos polos positivo e negativo misturados; v) a mistura do material ativo é aquecida em uma temperatura de 300⍛ C a 500⍛C por um período de 10 min. a 30 min, em seguida é realizado o 'leaching'.
[013] O documento de n⍛. CN107317064A revela método de recuperação de resíduos de bateria de lítio. Método de recuperação de uma bateria de lítio residual caracterizado por compreender as etapas de obtenção de uma placa de polo positivo e uma placa de polo negativo após a descarga e desmontagem de curto-circuito serem realizadas na bateria de íon de lítio residual; colocar a placa de polo positivo em água contendo um reagente de Fenton e realizar imersão sob assistente ultrassônico; e realizar peneiração para obter um coletor de corrente de folha de alumínio após imersão e realizar separação sólido-líquido em um líquido de imersão Fenton para obter um sólido ativo do eletrodo positivo. Além disso, a invenção também fornece um método de recuperação da placa de polo negativo.
[014] Dito método apresenta as distinções em relação ao método ora inovado: i) descarga usando NaCl; ii) efluente mais difícil de tratar; iii) após a descarga, o case metálico é removido em atmosfera inerte; iv) esfrega os polos positivo e negativo para remover o eletrólito, coloca o polo positivo e negativo em solução alcalina (hidróxido de metal alcalino), com pH entre 8 e 9 durante 20min. e 30min.; v) recuperação do polo positivo com ultrassom e reagente de Fenton; vi)recuperação do polo negativo com ultrassom e água.
[015] O documento de n⍛. CN106229571A refere-se a dispositivo de descarga semi-selado para recuperação em lote de baterias usadas e de íons de lítio usadas inclui: um contêiner de descarga semi-selado preenchido com uma solução de descarga, um aparelho de alimentação de bateria, um aparelho de transmissão de descarga, um aparelho de tratamento de gases residuais e uma recuperação de bateria sulco. As baterias de íon de lítio são alimentadas em uma lixeira e, então, entram no recipiente de descarga através de um dispositivo de adição de material em forma de estrela. As baterias caem na solução de descarga, cuja razão molar de sulfato ferroso para sulfato de manganês é 2: 1, para iniciar a descarga; após a descarga por 14 h, as baterias são levadas ao nível do líquido da solução junto com uma correia transportadora e entram na zona de drenagem; na zona de drenagem, a solução nas superfícies das baterias flui para longe dos orifícios na correia transportadora, ar gerado a partir de uma cobertura de coleta de ar, acelerando o processo de drenagem; as baterias descarregadas então se movem para o final da correia transportadora e caem na ranhura de recuperação da bateria, em que o ar no contêiner flui e é coletado na tampa de coleta de ar através de uma entrada de ar, de modo que o potencial gás volátil seja adsorvido através de um câmara de adsorção e o ar é descarregado por meio de um ventilador centrífugo.
[016] A principal diferença do processo supracitado com relação ao método requerido consiste na limitação do processo de descarga onde no método requerido além da descarga, que é o processo inicial para o armazenamento e manuseio das baterias de íons de lítio LIBs, a invenção inclui todos os demais processos à jusante que consistem na reciclagem propriamente dita das LIBs.
[017] Ademais, as tecnologias atuais são destrutivas, pois as LIBs são trituradas antes de serem processadas, tornando a recuperação dos metais mais complexa, de alto custo e com maiores potenciais de impactos ambientais. Como a tecnologia proposta é menos destrutiva, por não triturar as LIBs, os materiais de interesse não se misturam e, assim, tendem a ser obtidos de forma mais pura, proporcionando maior potencial de retorno econômico e sustentabilidade ambiental ao processo. Com isso, verificou-se a potencialidade de inovação e patenteamento da presente tecnologia proposta.
[018] Reconhecidas pelo prêmio Nobel de Química de 2019, as baterias de íons de lítio apresentam uma crescente demanda em resposta ao aumento da variedade de suas aplicações, como eletrônicos de consumo, armazenamento estacionário, grandes aplicações industriais e veículos elétricos - VEs. O material catódico das LIBs é formado majoritariamente por um óxido que contém lítio - Li - em associação com alguns metais valiosos como cobalto - Co, níquel - Ni - e manganês - Mn - e outros, nem tanto valiosos, como o ferro - Fe.
[019] A escassez de recursos naturais e a busca por produtos e processos industriais mais sustentáveis impõe desafios à toda cadeia produtiva e consumidora de LIBs. Neste sentido, a invenção desenvolve e implementa em escala industrial uma tecnologia que possibilite o reuso e a reciclagem de LIBs.
[020] A separação inicial é executada por sistema inteligente e automatizado. No reuso destinam-se as LIBs que apresentam plena capacidade de funcionamento e tempo de vida útil válido para segunda vida, processo este que já está consolidado e executado pela empresa proponente. Por outro lado, uma quantidade significativa das LIBs não pode ser reutilizada. Por ser um material de difícil destinação, tais LIBs se tornam um problema para a empresa que assumiu propriedade por esse produto, também recaindo sobre os agentes que compõem a cadeia produtiva.
[021] Neste cenário, a reciclagem prevê o fechamento do ciclo de vida das LIBs, onde as que estão no fim de vida passam por um processo que é capaz de recuperar eficientemente os materiais mais relevantes para o mercado. Após a triagem, o método de reciclagem é composto das seguintes macro etapas: descarga, abertura, separação dos materiais catódicos e anódicos, e obtenção dos metais de interesse. Dentro de cada macro etapa, os subprocessos serão realizados em ciclo fechado com o intuito de reinserir todos os subprodutos gerados na cadeia produtiva útil, visando aumentar o desempenho ambiental e econômico deste produto em sua cadeia produtiva e consumidora.
[022] Uma das vantagens reside no fato do método em questão ser facilmente escalonável para níveis de produção industrial e o sal com melhor desempenho possui baixo custo tornando o método vantajoso do ponto de vista econômico.
[023] Outra vantagem reside no fato do método mostrar alta taxa de eficiência, pois uma quantidade significativa de material das células pôde ser recuperada, com potencial para reuso dos materiais e, portanto, para o fechamento do ciclo de vida destes materiais.
[024] Outra vantagem reside no fato do método revelar elevadas taxas de eficiência na recuperação de Alumínio - Al-, Cobalto - Co-, Lítio - Li -, plásticos, dentre outros que podem ser obtidos pela reciclagem de outros tipos de baterias com a mesma tecnologia, tais como Níquel - Ni-, Cobre - Cu -, Manganês - Mn-, dentre outros, promovendo a economia circular destes materiais.
[025] Outra vantagem reside no fato do impacto social ser positivo, uma vez que, a logística reversa das baterias de Íon Lítio será fomentada pela tecnologia de reciclagem proposta e estará em consonância com a Política Nacional de Resíduos Sólidos - PNRS-, Lei n⍛ 12395/2010 e o acordo setorial entre Ministério do Meio Ambiente - MMA, ABINEE - Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica e Greeneletron. Com isso, há expectativa de Economia Circular e geração de novos postos de emprego com condições adequadas de Saúde e Segurança do Trabalho para atividades informais que já existem.
[026] Outra vantagem reside no fato do método ser facilmente transposto para uma operação em larga escala, que seja ambientalmente amigável e com a melhor relação custo benefício possível.
[027] Outra vantagem reside no fato do método promover a separação do material anódico da folha de cobre em poucos minutos utilizando apenas uma solução de pH básico, sendo um processo facilmente escalonável e que colabora com o meio ambiente.
[028] A complementar a presente descrição de modo a obter uma melhor compreensão das características do presente invento e de acordo com uma preferencial realização prática do mesmo, acompanha a descrição, em anexo, uma figura, onde, de maneira exemplificada, embora não limitativa, se representou:
[029] a figura 1 revela um fluxograma do método de reaproveitamento ora inovado.
[030] Com referência aos desenhos ilustrados, a presente patente de invenção se refere à "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", mais precisamente trata-se de método de reciclagem (10) de baterias (BT) de íons de lítio do tipo empregado em empresas do setor eletroeletrônico, setor automotivo, setor de commodities interessadas nos metais e materiais recuperados pelo método.
[031] Segundo a presente invenção, dito método (10) é composto por macro etapas (11) como etapa (11A) de descarga (A1), etapa (11B) de limpeza (A2), etapa (11C) de abertura (A3), etapa (11D) de separação (A4) e corte (A5) dos componentes das baterias (BT) catódicos e anódicos, e obtenção dos metais de interesse, seguidas de subprocessos (SB) realizados em ciclo fechado (CF) para reinserção de todos os subprodutos (20) gerados na cadeia produtiva útil, sendo que ditos subprocessos (SB) compreendem etapas (11E) de recuperação dos produtos finais, como cobre e grafite (A6), materiais catódicos e óxido misto (A7) e recuperação/separação do oxido misto impuro (A8).
[032] As macro etapas (11) que compõe o método de reciclagem (10) de baterias (BT) de íons de lítio podem ser definidas por:
[033] - Etapa (11A) de descarga (A1).
- i) Remoção da energia residual das baterias (BT) antes da execução de qualquer processo, a fim de evitar a ocorrência de acidentes, especialmente quando as baterias (BT) são submetidas a excessos mecânicos choques, perfurações, compressões, excessos elétricos curto-circuito, sobrecarga e, ainda, excessos térmicos como superaquecimento;
- ii) A descarga utilizada é, preferencialmente a química, que ocorre por meio da imersão da bateria (BT) em uma solução salina, preferencialmente em concentração (c1) 1-10% e por tempo (t1) determinado de 3-24h. Após um pré-tratamento onde é removido o plástico que envolve a bateria (BT);
- iii) A descarga (A1) é realizada, em recipiente fechado, revestido com folha metálica de Cu, Al ou Fe com recirculação e resfriamento da solução de descarga preferencialmente entre 5-50 graus Celsius. A solução é um sal de metal alcalino ou alcalino terroso nas concentrações (c1) e tempo (t1) dissolvido em água. O sal de metal alcalino ou alcalino terroso pode ser (NaCl, Na2SO4, MgCl2, MgSO4, CaSO4, NaHCO3) preferencialmente MgSO4.
[034] - Etapa (11B) de limpeza (A2).
- i) Dita etapa (11B) pode utilizar o sistema de recirculação de água e agitação para a remoção dos resíduos da solução salina utilizada na descarga (A1). Após este processo, promove-se a secagem das baterias (BT) por aquecimento à 80 °C para dar continuidade ao processo.
[035] - Etapa (11C) de abertura (A3) para remoção do invólucro externo.
- i) O processo mecânico é realizado por meio de dois cortes, sendo um longitudinal e outro axial próximo ao polo positivo para a remoção do fusível plástico e da casca metálica quando aplicável, de onde obtêm-se os componentes internos como catodo, anodo e separadores.
[036] - Etapa (11D) de separação (A4).
- i) Após a abertura das baterias (BT) é realizada a separação manual dos componentes internos (A4) como catodo, anodo e material plástico. Por meio de um simples impulso as duas partes, catodo e anodo, são separadas entre si e o plástico que envolve ambos é posteriormente removido.
[037] - Etapa (11D) de corte (A5).
- i) Os componentes internos obtidos em (A4), catodo, anodo e separador, as folhas são cortadas em quadrados, preferencialmente de 2 cm de largura. O anodo metálico é constituído de uma folha de cobre com ambas as faces recobertas com o material ativo carbono - grafite, principalmente e em alguns casos LTO - óxido de titânio e lítio. Fluoreto de polivinilideno - PVDF, Carboximetilcelulose - CMC - e ácido poliacrílico - PAA são utilizados como agentes de adesão entre o material ativo e a lâmina metálica e ainda é possível que sejam encontrados outros aditivos como propileno carbonato - PC -, N-metilpirrolidona - NMP. Cerca de 66% da folha anódica deve-se ao material de revestimento.
[038] Após as etapas (11A), (11B), (11C) e (11D) que compõe as macro etapas (11) segue-se para as etapas (A6), (A7) e (A8) que compõe os subprocessos (SB) realizados em ciclo fechado (CF) para obtenção dos subprodutos (20), quais sejam:
[039] - Subprocesso (SB) para a composição da etapa (A6) de recuperação de Cu e grafite.
- i) Colocação das porções do anodo em uma solução de hidróxido de metal alcalino 1mmol/L-3mol/L por 0,05-1h com concomitante processo de cavitação, peneira para remover as folhas de cobre e filtração para obter o pó anódico e o cobre (20a) e grafite (20b) recuperados após segregação anódica;
- ii) O cobre (20a) obtido no processo de separação (A6) é destinado e comercializado dentro dos requisitos legais, enquanto o pó anódico constituído basicamente de grafite (20b) pode ser utilizado na confecção de um novo anodo ou destinado para fabricação de grafeno.
[040] - Subprocesso (SB) para a composição da etapa (A7) para o pré-banho e recuperação dos materiais catódicos e óxido misto.
- i) Colocação do catodo em pré-banho constituído de solvente orgânico, preferencialmente formado por etanol - EtOH - e/ou metanol - MeOH - e/ou isopropanol, e/ou H2O, e/ou ácido acético, e/ou dimetilsolfóxido - DMSO -, querosene e/ou por tempo de 0,01-24h;
- ii) Enxague com água, seco ao ar e colocado em uma solução de hidróxido de metal alcalino, preferencialmente 1mmol/L-3mol/L por tempo de 0,05-1h concomitantemente ao processo de cavitação, peneira para remover as folhas de alumínio, filtração para obter o pó catódico. A separação do material catódico da folha de alumínio é obtida em poucos minutos utilizando apenas uma solução de pH básico. O alumínio (20c) obtido no processo de separação do material catódico deve ser destinado e comercializado dentro dos requisitos legais;
- iii) O pó catódico obtido (20d) na etapa (A7) é colocado em água pura, com agitação mecânica por tempo de 0,5-2h, separado por filtração, seco ao ar.
[041] Dito subprocesso (SB) obtém-se o material ativo da célula, com alto grau de pureza o qual pode ser comercializado.
[042] - Subprocesso (SB) para a composição da etapa (A8) para recuperação do separador e do óxido misto puro.
- i) Após colocação em um banho constituído de solvente orgânico preferencialmente formado por etanol - EtOH - e/ou metanol - MeOH - e/ou isopropanol e/ou H2O e/ou ácido acético e/ou dimetilsolfóxido - DMSO - e/ou querosene por tempo de 0,01-24h concomitantemente ao processo de cavitação, peneira para remover o plástico separador.
[043] - Subprocesso (SB) para a composição da etapa (A9) para a purificação do óxido misto puro por flotação.
- i) A solução restante de onde foi removido o separador é submetida à um processo de flotação (A9) para a separação do grafite que é um contaminante natural desta fração do material que fica em contato tanto com o catodo quanto com o anodo;
- ii) Nesta etapa é obtido o material ativo (20e) com menor grau de pureza.
[044] É certo que quando o presente invento for colocado em prática, poderão ser introduzidas modificações, sem que isso implique afastar-se dos princípios fundamentais que estão claramente substanciados no quadro reivindicatório, ficando assim entendido que a terminologia empregada não teve a finalidade de limitação.
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Claims (16)
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", mais precisamente trata-se de método de reciclagem (10) de baterias (BT) de íons de lítio do tipo empregado em empresas do setor eletroeletrônico, setor automotivo, setor de commodities interessadas nos materiais e materiais recuperados pelo método; caracterizado por método de reciclagem (10) de baterias (BT) de íons de lítio ser composto por macro etapas (11) seguidas de subprocessos (SB) realizados em ciclo fechado (CF) para reinserção de todos os subprodutos (20) gerados na cadeia produtiva útil; ditas macro etapas (11) podem ser definidas como:
- - etapa (11A) de descarga (A1),
- - etapa (11B) de limpeza (A2),
- - etapa (11C) de abertura (A3),
- - etapa (11D) de separação (A4) e corte (A5) dos componentes das baterias (BT) catódicos e anódicos, e obtenção dos metais de interesse; ditos subprocessos (SB) compreendem:
- - etapas (11E) de recuperação dos produtos finais, como cobre e grafite (A6), materiais catódicos e óxido misto (A7); e
- - recuperação/separação do oxido misto impuro (A8).
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por etapa (11A) de descarga (A1) compreender a remoção da energia residual das baterias (BT), sendo que a descarga utilizada é química que ocorre por meio da imersão da bateria (BT) em uma solução salina, preferencialmente em concentração (c1) e por tempo (t1) determinado; após um pré-tratamento onde é removido o plástico que envolve a bateria (BT); a descarga (A1) é realizada, em recipiente fechado, revestido com folha metálica de Cu, Al ou Fe com recirculação e resfriamento da solução de descarga preferencialmente entre 5-50 graus Celsius; a solução é um sal de metal alcalino ou alcalino terroso nas concentrações (c1) e tempo (t1) dissolvido em água.
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por concentração (c1) ser 1-10% e por tempo (t1) determinado ser de 3-24h.
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por sal de metal alcalino ou alcalino terroso pode ser NaCl, Na2SO4, MgCl2, MgSO4, CaSO4, NaHCO3, preferencialmente MgSO4.
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por etapa (11B) de limpeza (A2) contemplar sistema de recirculação de água e agitação para a remoção dos resíduos da solução salina utilizada na descarga (A1); após este processo, promove-se a secagem das baterias (BT) por aquecimento à 80 °C para dar continuidade ao processo.
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por etapa (11C) de abertura (A3) para remoção do invólucro externo ser obtida por processo mecânico é realizado por meio de dois cortes, sendo um longitudinal e outro axial próximo ao polo positivo para a remoção do fusível plástico e da casca metálica quando aplicável, de onde obtêm-se os componentes internos como catodo, anodo e separadores.
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por etapa (11D) de separação (A4) compreender separação manual dos componentes internos (A4) como catodo, anodo e material plástico após a abertura das baterias (BT) e corte (A5) onde os componentes internos obtidos em (A4), catodo, anodo e separador, as folhas são cortadas em quadrados de 2 cm de largura; o anodo metálico é constituído de uma folha de cobre com ambas as faces recobertas com o material ativo carbono - grafite, principalmente e em alguns casos LTO - óxido de titânio e lítio; fluoreto de polivinilideno - PVDF, Carboximetilcelulose - CMC - e ácido poliacrílico - PAA são utilizados como agentes de adesão entre o material ativo e a lâmina metálica e ainda é possível que sejam encontrados outros aditivos como propileno carbonato - PC -, N-metilpirrolidona - NMP.
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por após as etapas (11A), (11B), (11C) e (11D) que compõem as macro etapas (11) seguem-se para as etapas (A6), (A7) e (A8) que compõem os subprocessos (SB) realizados em ciclo fechado (CF) para obtenção dos subprodutos (20) onde o subprocesso (SB) para a composição da etapa (A6) de recuperação de Cu e grafite é compreendido pela colocação das porções do anodo em uma solução de hidróxido de metal alcalino 1mmol/L-3mol/L por 0,05-1h com concomitante processo de cavitação, peneira para remover as folhas de cobre e filtração para obter o pó anódico e do cobre (20a) e grafite (20b) recuperados após segregação anódica; o cobre (20a) obtido no processo de separação (A6) é destinado e comercializado dentro dos requisitos legais, enquanto que o pó anódico constituído basicamente de grafite (20b) pode ser utilizado na confecção de um novo catodo ou destinado para fabricação de grafeno.
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com as reivindicações 1 e 8, caracterizado por subprocesso (SB) de composição da etapa (A7) para o pré-banho e recuperação dos materiais catódicos e óxido misto compreender a colocação do catodo em pré-banho constituído de solvente orgânico, e por tempo de 0,01-24h; enxague com água, seco ao ar e colocado em uma solução de hidróxido de metal alcalino, 1mmol/L-3mol/L por tempo de 0,05-1h concomitantemente ao processo de cavitação, peneira para remover as folhas de alumínio, filtração para obter o pó catódico; a separação do material catódico da folha de alumínio é obtida em poucos minutos utilizando apenas uma solução de pH básico.
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por solvente orgânico ser formado por etanol - EtOH -e/ou metanol - MeOH - e/ou isopropanol e/ou H2O e/ou ácido acético e/ou dimetilsolfóxido - DMSO - e/ou querosene.
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por subprocesso (SB) da etapa (A7) obter alumínio (20c).
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por subprocesso (SB) da etapa (A7) obter pó catódico obtido (20d) colocado em água pura, com agitação mecânica por tempo de 0,5-2h separado por filtração, seco ao ar.
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por subprocesso (SB) da etapa (A7) obter material ativo da célula, com alto grau de pureza.
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com as reivindicações 1 e 8, caracterizado por subprocesso (SB) para a composição da etapa (A8) para recuperação do separador e do óxido misto impuro prever após colocação em um banho constituído de solvente orgânico etanol (EtOH) e/ou metanol (MeOH) e/ou isopropanol e/ou H2O e/ou ácido acético e/ou dimetilsolfóxido (DMSO) e/ou querosene por tempo de 0,01-24h concomitantemente ao processo de cavitação, peneira para remover o plástico separador.
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com as reivindicações 1 e 8, caracterizado por subprocesso (SB) para a composição da etapa (A9) para a purificação do óxido misto impuro por flotação prever que a solução restante de onde foi removido o separador seja submetida à um processo de flotação (A9) para a separação do grafite que é um contaminante natural desta fração do material que fica em contato tanto com o catodo quanto com o anodo.
- "MÉTODO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE ÍONS DE LÍTIO", de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por etapa (A9) obter material ativo (20e) com maior grau de pureza.
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