As new functional electronics are being developed fast, the commercialization rate of advanced battery as a power source proceeds rapidly. Lithium battery is satisfying the needs of high-energy source for its lightness and good electrochemical property. Especially lithium ion battery, adopted as a new power source for portable electronic equipments around the globe, has been mass-produced. Under the circumstance, the generation of lithium battery wastes is becoming a new environmental problem. In this paper, we are going to inspect technology developments for recycling of lithium battery wastes and scraps in domestic and foreign area, and to suggest how to treat domestic lithium battery wastes and scraps better.
The rapid development of communication equipment and information processing technology has led to a constant improvement in cordless communication. Lithium ion batteries used in cellular phones and laptop computers, in particular, have been in the forefront of the above revolution. These batteries use high value added raw materials and have a high and stable energy output and are increasingly coming into common use. The development of the material for the negative terminal has led to an improvement in the quality and efficiency of the batteries, whereas a reduction in the cost of the battery by researching new materials for the positive anode has become a research theme by itself. These long life batteries, it is being increasingly realized, can have value added to them by recycling. Research is increasingly being done on recycling the aluminum case and the load casing for the negative diode. This paper aims to introduce the current situation of recycling of lithium ion batteries. 1. Introduction 2. Various types of batteries and the situation of their recycling and the facts regarding recycling. 3. Example of cobalt recycling from waste Lithium ion secondary cell. 3-1) Flow Chart of Lithium ion battery recycling 3-2) Materials that make a lithium ion secondary cell. 3-3) Coarse grinding of Lithium ion secondary cell, and stabilization of current discharge 3-4) Burning 3-5) Grinding 3-6) Magnetic Separation 3-7) Dry sieving 3-8) Dry Classifying 3-9) Content Ratio of recycled cobalt parts 3-10) Summary of the Line used for the recovery of Cobalt from waste Lithium ion battery. 4. Conclusion.
The objective of this article is to summarize the commercial lithium ion battery (LIB) recycling processes in Korea and to suggest new direction for LIB recycling. A representative LIB recycler, SungEel Hitech Co. has successfully operated the LIB recycling process for over 10 years, and new recycling processes were recently proposed or developed by many recycling companies and battery manufacturers. In the new recycling processes, lithium is recovered before nickel and cobalt due to the rapid rise in lithium prices, and metal sulfate solution as final product of recycling process can be supplied to manufacturers. The main problem that the new recycling process will face is impurities, which will mainly come from end-of-life electric vehicles or new additives in LIB, although the conventional processes must be improved for mass processing.
The lithium-ion battery recycling process has been classified into direct recycling, hydrometallurgical process, and pyrometallurgical process. The commercial process based on the hydrometallurgical process produces black mass through pretreatment processes consisting of dismantling, crushing and grinding, heat treatment, and beneficiation, and then each metal is recovered by hydrometallurgical processes. Since all lithium-ion battery recycling processes under development conducts hydrometallurgical processes such as leaching, after the pretreatment process, to produce precursor raw materials, this article suggests a classification method according to the pretreatment method of the recycling process. The processes contain sulfation roasting, carbothermic reduction roasting, and alloy manufacturing, and the economic feasibility of the lithium-ion battery recycling process can be enhanced using unused by-products in the pretreatment process.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.19
no.9
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pp.326-332
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2018
Korea faces major changes in energy policy, which include eco-friendly and zero-nuclear power. On the other hand, there are very few policies for the waste-management of mid- to large-sized lithium-ion batteries, such as electric car batteries and energy storage systems, which are expected to increase explosively due to such energy policy changes. Therefore, this study estimated the amount of mid- to large-sized lithium ion batteries waste and performed economics analysis of a middle and large sized secondary battery recycling project. Based on the results, a policy alternative for the revitalization of the related lithium-ion battery recycling industry is suggested. As a result, the B / C ratio of a domestic mid - to large - sized lithium ion battery recycling project is 1.06, in which the benefit is higher than the cost, so the business is economic feasible. Although the recycling project's economic efficiency is high, the recycling industry has not been activated in Korea because the domestic demand for rechargeable batteries recycling is very low. To solve this problem, this study proposes a plan to activate the industry by adding lithium secondary batteries to the EPR (Extended Producer Responsibility) items.
So-Yeong Lee;So-Yeon Lee;Dae-Hyeon Lee;Ho-Sang Sohn
Resources Recycling
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v.33
no.1
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pp.15-21
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2024
The demand for electric vehicles powered by lithium-ion batteries is continuously increasing. Recovery of valuable metals from waste lithium-ion batteries will be necessary in the future. This research investigated the effect of reaction temperature on the lithium recovery ratio from hydrogen reduction followed by water leaching from lithium-ion battery NCM-based cathode materials. As the reaction temperature increased, the weight loss ratio observed after initiation increased rapidly owing to hydrogen reduction of NiO and CoO; at the same time, the H2O amount generated increased. Above 602 ℃, the anode materials Ni and Co were reduced and existed in the metallic phases. As the hydrogen reduction temperature was increased, the Li recovery ratio also increased; at 704 ℃ and above, the Li recovery ratio reached a maximum of approximately 92%. Therefore, it is expected that Li can be selectively recovered by hydrogen reduction as a waste lithium-ion battery pretreatment, and the residue can be reprocessed to efficiently separate and recover valuable metals.
There are several kinds of battery such as zinc-air battery, lithium battery, Manganese dry battery, silver oxide battery, mercury battery, sodium-sulphur battery, lead battery, nickel-hydrogen secondary battery, nickel-cadmium battery, lithium ion battery, alkaline battery, etc. These days it has been widely studied for the recycling technologies of the used battery from view points of economy and efficiency. In this paper, patents on the recycling technologies of the used lithium battery were analyzed. The range of search was limited in the open patents of USA(US), European Union(EP), Japan(JP), and Korea(KR) from 1986 to 2006. Patents were collected using key-words searching and filtered by filtering criteria. The trends of the patents was analyzed by the years, countries, companies, and technologies.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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v.15
no.3
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pp.118-121
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2023
Recently, green energy support policies have been announced around the world in accordance with environmental regulations, and asthe market grows rapidly, demand for batteries is also increasing. Therefore, various methodologies for battery diagnosis and recycling methods are being discussed, but current accurate life prediction of batteries has limitations due to the nonlinear form according to the internal structure or chemical change of the battery. In this paper, CS2 lithium-ion battery measurement data measured at the A. James Clark School of Engineering, University of Marylan was used to predict battery performance with high accuracy using a convolutional neural network (CNN) model among deep learning-based models. As a result, the battery performance was predicted with high accuracy. A data structure with a matrix of total data 3,931 ☓ 19 was designed as test data for the CS2 battery and checking the result values, the MAE was 0.8451, the RMSE was 1.3448, and the accuracy was 0.984, confirming excellent performance.
Recycling process involving mechanical, thermal, hydrometallurgical, and sol-gel step has been applied to recover cobalt and lithium from spent lithium ion batteries and to synthesize LiCoO$_2$from leach liquor as cathodic active materials. Electrode materials containing lithium and cobalt could be concentrated with 2-step thermal and mechanical treatment. Leaching behaviors of the lithium and cobalt in nitric acid media was investigated in terms of reaction variables. Hydrogen peroxide in 1 M HNO$_3$solution turned out to be an effective reducing agent by enhancing the leaching efficiency. O f many possible processes to produce LiCoO$_2$, the amorphous citrate precursor process (ACP) has been applied to synthesize powders with a large specific surface area and an exact stoichiometry. After leaching used LiCoO$_2$with nitric acid, the molar ratio of Li/Co in the leach liquor was adjusted at 1.1 by adding a fresh LiNO$_3$solution. Then, 1 M citric acid solution at a 100% stoichiometry was also added to prepare a gelatinous precursor. When the precursor was calcined at 95$0^{\circ}C$ for 24 hr, purely crystalline LiCoO$_2$was successfully obtained. The particle size and specific surface area of the resulting crystalline powders were 20 пm and 30 $\textrm{cm}^2$/g, respectively The LiCoO$_2$powder was proved to have good characteristics as cathode active materials in charge/discharge capacity and cyclic performance.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.56
no.4
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pp.259-264
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2023
As the demand for lithium-ion batteries, a key power source in electric vehicles and energy storage systems, continues to increase for achieving global carbon neutrality, there is a growing concern about the environmental impact of disposing of spent batteries. Extensive research is underway to develop efficient recycling methods. While hydrometallurgy and pyrometallurgy methods are commonly used to recover valuable metals from spent cathode materials, they have drawbacks including hazardous waste and complex processes. Hence, alternative recycling methods that are environmentally friendly are being explored. However, recycling spent cathode materials still remains complex and energy-intensive. This study focuses on a novel approach called solid-state synthesis, which aims at regenerating the performance of spent cathode materials. The method offers a simpler process and reduces energy consumption. Optimal heat treatment conditions were identified based on experimental results, contributing to the development of sustainable recycling technologies for lithium-ion batteries.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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