Recuperación del material activo anódico de baterías de Li-ion agotadas

Recovery of anode active material from exhausted Li-ion batteries

Autores/as

  • Pablo N. Mendoza CITEMA-FRLP-UTN. CICPBA.
  • Micaela S. Álvarez CITEMA-FRLP-UTN. CICPBA.
  • Agustín Vergalito CITEMA-FRLP-UTN. CICPBA.
  • Mariela G. Ortiz CITEMA-FRLP-UTN. CICPBA. INIFTA-FCE-UNLP. CTT-CONICET.

DOI:

https://doi.org/10.47069/estudios-ambientales.v12i2.2781

Palabras clave:

economía circular, baterías Ion-Li, reutilización, ciencia e ingeniería

Resumen

Los avanzados e importantes desarrollos tecnológicos alcanzados en las últimas décadas tienen asociados el uso de materiales muy diversos y a la vez específicos que generan, una vez culminada la vida útil de esta tecnología, un número relevante de residuos asociados directamente a los materiales de estos sistemas. En este contexto tecnológico y añadido a la transición energética, se identifican las baterías de ion-Li que se introducen en el mercado y que, tras agotar su tiempo de utilidad, se mantienen en el sistema sin darle disposición final o recuperar sus materiales. En Latinoamérica hay pocas acciones que se refieren a la disposición de esta tecnología, por lo que se identifica como una necesidad trabajar en avances que permitan reacondicionar o reusar los materiales de las baterías de ion-Li (mayoritariamente polímeros y metales). En este trabajo se presenta el desmantelamiento, reacondicionamiento y reuso del material anódico, obteniéndose con ellos una vez acondicionados nuevos materiales anódicos con capacidades de alrededor de 350 mAh g-1 durante 20 ciclos de carga- descarga.

Abstract 

The significant technological advancements of recent decades have led to the use of diverse, specialized materials that generate significant waste once they reach the end of their life. In the context of technological development and energy transition, lithium-ion (Li-ion) batteries are introduced into the market but often remain in the system without proper disposal or material recovery once they are exhausted. In Latin America, few actions refer to the availability of this technology, so there is a need to recondition or reuse the materials of Li-ion batteries, mostly polymers and metals. In Latin America, there are few initiatives addressing the disposal of this technology, highlighting the need for efforts focused on developing methods to recondition or reuse materials from Li-ion batteries, primarily polymers and metals. This study presents a process for dismantling, reconditioning, and reuse of anode materials, resulting in new anode materials with capacities of ≈ 350 mAh g-1 during 20 charge-discharge cycles.

Biografía del autor/a

Pablo N. Mendoza, CITEMA-FRLP-UTN. CICPBA.

Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencia y Tecnología de los Materiales, Facultad Regional La Plata, Universidad Tecnológica Nacional. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires.

Micaela S. Álvarez, CITEMA-FRLP-UTN. CICPBA.

Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencia y Tecnología de los Materiales, Facultad Regional La Plata, Universidad Tecnológica Nacional. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires.

Agustín Vergalito, CITEMA-FRLP-UTN. CICPBA.

Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencia y Tecnología de los Materiales, Facultad Regional La Plata, Universidad Tecnológica Nacional. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires.

Mariela G. Ortiz, CITEMA-FRLP-UTN. CICPBA. INIFTA-FCE-UNLP. CTT-CONICET.

Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencia y Tecnología de los Materiales, Facultad Regional La Plata, Universidad Tecnológica Nacional. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata y Centro Científico Tecnológico del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas.

Citas

Asenbauer, J., Eisenmann, T., Kuenzel, M., Kazzazi, A., Chen, Z., & Bresser, D. (2020). The success story of graphite as a lithium-ion anode material–fundamentals, remaining challenges, and recent developments including silicon (oxide) composites. Sustainable Energy & Fuels, 4(11), 5387-5416.

Barbosa, L., Luna‐Lama, F., González Peña, Y., & Caballero, A. (2020). Simple and Eco‐Friendly Fabrication of Electrode Materials and Their Performance in High‐Voltage Lithium‐Ion Batteries. ChemSusChem, 13(4), 838-849.

Guo, Y., Li, F., Zhu, H., Li, G., Huang, J., & He, W. (2016). Leaching lithium from the anode electrode materials of spent lithium-ion batteries by hydrochloric acid (HCl). Waste management, 51, 227-233.

Ma, X., Chen, M., Chen, B., Meng, Z., & Wang, Y. (2019). High-performance graphite recovered from spent lithium-ion batteries. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 7(24), 19732-19738.

Moradi, B., & Botte, G. G. (2016). Recycling of graphite anodes for the next generation of lithium ion batteries. Journal of Applied Electrochemistry, 46, 123-148.

Ould Ely, T., Kamzabek, D., & Chakraborty, D. (2019). Batteries safety: recent progress and current challenges. Frontiers in Energy Research, 7, 71.

Yang, J., Fan, E., Lin, J., Arshad, F., Zhang, X., Wang, H., ... & Li, L. (2021). Recovery and reuse of anode graphite from spent lithium-ion batteries via citric acid leaching. ACS Applied Energy Materials, 4(6), 6261-6268.

Descargas

Publicado

2024-12-28

Número

Sección

Artículos originales_Suplemento Especial