This paper seeks to raise inflection points of battery manufacturing bases in Korea in the V4 region through the reorganization of new industrial technologies in accordance with ESG. As a result, the global supply chain market is cut off. The Russian-Ukraine war and the U.S.-China hegemony are competing in the economic crisis caused by COVID-19. It is showing diversification of new suppliers in an environment where mineral, grain procurement, gas, and even wheat imports from China and Russia are not possible. As a protective glocal, this area is used as a buffer zone(Pro-Russia, Hungary). to an isolated zone(anti-Russia, Poland) by war. In this paper, economic growth is expected to slow further due to the EU tapering period and high inflation in world countries. Due to these changes, the conversion of new tech industry and the contraction of Germany's structure due to energy supply may lose the driving force for economic growth over the past 20 years. This is caused by market disconnection(chasm) in the nominal indicators in this area. On the other hand, Korea should actively develop into the V4 area as an energy generation export (nuclear and electric hydrogen generation) area as a bypass development supply area due to the imbalance in the supply chain of rare earth materials that combines AI. By linking this industry, the energy platform can be scaled up and reliable supply technology (next generation BT, recycling technology) in diversification can be formed in countries around the world. This paper proves that in order to overcome the market chasm caused by the industries connection, new energy development and platform size can be achieved and reliable supply technology (next-generation battery and recycling technology, Low-cost LFP) can be diversified in each country.
The recovery of valuable metals from waste lithium-based secondary batteries is very important in terms of efficiently utilizing earth's limited number of resources. Currently, the cathode material of a LiFePO4 battery, a type of battery which is widely used in automobiles, contains approximately 5% lithium. After use, the lithium in these batteries can be used again as a raw material for new batteries through lithium recycling. In this study, low-concentration sulfuric acid, a commonly used type of inorganic acid, was used to selectively leach the lithium contained in a waste LiFePO4 cathode material powder. In addition, in order to compare and analyze the leaching efficiency and separation efficiency of each component, the optimalleaching conditions were derived by applying a two-step leaching process with pulp density being used as a variable during leaching. When leaching with pulp density as a variable, it was confirmed that at a pulp density of 200 g/L, the separation efficiency was approximately 200 times higher than at other pulp densities because the iron and phosphorus components were hardly leached at this pulp density. Accordingly, the pulp density of 200 g/L was used tooptimize the leaching conditions for the selective leaching and recovery of lithium.
Proceedings of the Korean Institute of Resources Recycling Conference
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2005.10a
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pp.173-177
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2005
리튬이온 2차전지(Lithium ion battery, LIB)는 기존에 사용되던 전지에 비해 에너지 밀도가 높고 충방전 사이클이 우수하다. 이 때문에 휴대전화와 노트북 등에 수요가 급속하게 증가하고 있으며 1995년 LIB의 생산량은 4천만 개에서 2004년에는 약 8억 개로 20배 이상 증가하였다. 이에 따라 폐LIB도 급속하게 증가하게 되어 전국적인 재활용 시스템의 확보가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 폐LIB에 함유되어 있는 유가금속 중에서 리튬코발트옥사이드(이하 $LiCoO_2$)를 회수하기 위하여 분쇄기(orient vertical cutting mill)와 진동 Screen을 사용하여 유기분리막, 금속류(Aluminium foil, Copper foil, case 등) 그리고 전극물질(lithium cobalt oxide와 graphite 등의 혼합 분말)로 분리하였다. 전극물질에서 $LiCoO_2$와 graphite 분리를 위한 전처리 단계로서 $500^{\circ}C$ 정도의 열처리를 하여 $LiCoO_2$의 표면 성질을 변화시켜 부유선별에 의해 $LiCoO_2$와 graphite의 분리가 가능하도록 하였다. 부유선별 실험 결과 93% 이상의 순도를 가지는 $LiCoO_2$를 92% 이상 회수할 수 있었다.
Zirconium is used in nuclear reactors as a structural material due to its excellent corrosion resistance and to low neutron crosssection. Variation in the distribution and solubility of Zr(IV) with solution pH was obtained. Distribution of Zr(IV) containing species in HCl and $HNO_3$ solution was analyzed by considering the complex formation of Zr(IV) species with the anion of the inorganic acid. Bromley interaction parameter between $ZrO^{2+}$ and nitrate ion was estimated by using the reported data on the solvent extraction of Zr(IV) by Cyanex272 from $HNO_3$ solution. This Bromley parameter can be utilized in calculating extraction isotherm of Zr(IV) and in predicting the separation factor between Zr(IV) and Hf(IV).
Rare earth elements with high purity are demanded for the manufacture of advanced materials. Light rare earth elements are contained in domestic monazite and Ni-MH batteries. In this paper, solvent extraction to separate the light rare earth elements from hydrochloric acid leaching solutions of these resources was discussed. A mixture of cationic and tertiary amine shows synergistic effect on the extraction of LREEs and the extent of pH decrease during extraction is reduced. The effect of solution pH on the extraction and synergism was reviewed. Acquisition of the operation data with mixer-settler on the separation of LREEs by this mixture is necessary to develop a process.
Ku, Heesuk;Jung, Yeojin;Kang, Ga-hee;Kim, Songlee;Kim, Sookyung;Yang, Donghyo;Rhee, Kangin;Sohn, Jeongsoo;Kwon, Kyungjung
Resources Recycling
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v.24
no.3
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pp.44-50
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2015
Recycling technologies would be required in consideration of increasing demand in lithium ion batteries (LIBs). In this study, the leaching behavior of Ni, Co and Mn is investigated with ammoniacal medium for spent cathode active materials, which are separated from a commercial LIB pack in hybrid electric vehicles. The leaching behavior of each metal is analyzed in the presence of reducing agent and pH buffering agent. The existence of reducing agent is necessary to increase the leaching efficiency of Ni and Co. The leaching of Mn is insignificant even with the existence of reducing agent in contrast to Ni and Co. The most conspicuous difference between acid and ammoniacal leaching would be the selective leaching behavior between Ni/Co and Mn. The ammoniacal leaching can reduce the cost of basic reagent that makes the pH of leachate higher for the precipitation of leached metals in the acid leaching.
Son, Seong Ho;Kim, Jin Hwa;Kim, Hyun-Jong;Kim, Sun Jung;Lee, Man Seung
Resources Recycling
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v.23
no.4
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pp.21-29
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2014
Nickel, cobalt and manganese-based(NCM, $Li(Ni_xCo_yMn_z)O_2$) cathode active materials of spent lithium-ion batteries contained valuable metals such as cobalt(15 ~ 20%), nickel(25 ~ 30%), manganese(10 ~ 15%) and lithium(5 ~ 10%). It was investigated the eco-friendly leaching process for the recovery of valuable metal from spent lithium-ion battery NCM cathode active materials by DL-malic acid($C_4H_5O_6$) as an organic leachant in this research. The experiments were carried out to optimize the process parameters for the recovery of cobalt, nickel and lithium by varying the concentration of lixivant, reductant concentration, solid/liquid ratio and temperature. The leaching solution was analyzed using ICP-OES(Inductively Coupled Plasma Optic Emission Spectrometer). Cathode active materials of 5 wt. % were introduced into the leaching solution which was 2 M DL-malic acid in addition of 5 vol. % $H_2O_2$ at $80^{\circ}C$ and it resulted in the recovery of 99.10% cobalt, 99.80% nickel and 99.75% lithium in 120 min. $H_2O_2$ in DL-malic acid solution acts as an effective reducing agents, which enhance the leaching of metals.
Owing to the demand for lithium-ion batteries, the recovery of valuable metals from waste lithium-ion batteries is required in future. A pyrometallurgical treatment is appropriate for recycling a large number of waste lithium-ion batteries, but Li loss to slag and dust present a significant challenge. This research investigated carbonation roasting and water leaching behaviors in Li-ion batteries by graphite addition to recover Li from the NCM-based cathode materials of waste Li-ion batteries. When 10 wt% of graphite was added, CO and CO2 gases were emitted with a rapid weight reduction at apporoximately 850 K, when heated in Ar and CO2 atmosphere. After the rapid weight reduction, NCM was decomposed and reduced to metal oxides and pure metals. In the carbonation roasting of black powder (NCM+graphite), O2 is generated via the decomposition of NCM, and an oxides, such as Li2O and NiO were were also generated. Subsequently, Li2O reacts with CO2 to generate Li2CO3, and a part of NiO was reduced by graphite to produce metal Ni. In addition, up to 94.5 % Li2CO3 with ~99.95 % purity was recovered via water leaching after carbonation roasting.
Hee-Seon Kim;Dae-Weon Kim;Byung-Man Chae;Sang-Woo Lee
Resources Recycling
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v.32
no.3
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pp.9-17
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2023
Efforts are currently underway to develop a method for efficiently recovering lithium from the cathode material of waste lithium iron phosphate batteries (LFP). The successful application of lithium battery recycling can address the regional ubiquity and price volatility of lithium resources, while also mitigating the environmental impact associated with both waste battery material and lithium production processes. The isomorphic substitution leaching process was used to recover lithium from spent lithium iron phosphate batteries. Lithium was leached by the isomorphic substitution of Fe2+ in LFP using a relatively inexpensive ferric chloride etching solution as a leaching agent. In the study, the leaching rate of lithium was compared using the ferric chloride etching solution at various multiples of the LFP molar ratio: 0.7, 1.0, 1.3, and 1.6 times. The highest lithium leaching rate was shown at about 98% when using 1.3 times the LFP molar ratio. Subsequently, to eliminate Fe, the leachate was treated with NaOH. The Fe-free solution was then used to synthesize lithium carbonate, and the harvested powder was characterized and validated. The surface shape and crystal phase were analyzed using SEM and XRD analysis, and impurities and purity were confirmed using ICP analysis.
Globally, the demand for electric vehicles (EVs) is surging due to carbon-neutral strategies aimed at decarbonization. Consequently, the demand for lithium-ion batteries, which are essential components of EVs, is also rising, leading to an increase in the generation of spent batteries. This has prompted research into the recycling of spent batteries to recover valuable metals. In this study, we aimed to selectively leach and recover lithium from the cathode material of spent LFP batteries. To enhance the reaction surface area and reactivity, the binder in the cathode material powder was removed, and the material was subjected to heat treatment in both atmospheric and nitrogen environments across various temperature ranges. This was followed by a mechanochemical process for aqueous leaching. Initially, after heat treatment, the powder was converted into a soluble lithium compound using sodium persulfate (Na2S2O8) in a mechanochemical reaction. Subsequently, aqueous leaching was performed using distilled water. This study confirmed the changes in the characteristics of the cathode material powder due to heat treatment. The final heat treatment in a nitrogen atmosphere resulted in a lithium leaching efficiency of approximately 100% across all temperature ranges.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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