Desenvolvimento de uma rota de processamento físico para reciclar baterias de íons de lítio de veículos elétricos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Guillén, Daniela Romero
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
• Palavras-chave em Português: Baterias de íons de lítio; Processamento físico; Recicalgem; Veículos elétricos; Electric vehicles; Lithium-ion batteries; Physical processing; Recycling
• Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-08052026-065043/

A crescente demanda por baterias de íons de lítio, impulsionada pelo aumento do uso de veículos elétricos, tem causado escassez nos materiais essenciais para a fabricação dessas baterias. Sendo assim, a reciclagem se torna a alternativa que pode conservar os recursos naturais e recuperar materiais valiosos, gerando uma economia circular. O presente trabalho visa o desenvolvimento de uma rota de processamento físico para reciclagem de baterias de íons de Li tipo prismática, pouch e cilíndrica de diferentes composições de material ativo. O trabalho consistiu no descarregamento das células, desmantelamento, caracterização, moagem e posteriormente, o estudo da separação dos materiais. Os produtos da cominuição foram a amostra sólida moída de todos os componentes da célula com granulometria máxima de 9mm, o sólido da corrente de despoeiramento e uma solução com Li solubilizado. Esses produtos foram processados por métodos físicos como atrição, flotação, peneiramento, separação magnética e separação eletrostática, separando o material em uma fração rica em cobre, uma mistura de Al e material ativo, uma de plástico, uma mistura de grafite com material ativo, uma da estrutura externa das células das baterias e uma solução aquosa contendo Li e parte do eletrólito. A pureza desses produtos variou conforme o tipo de bateria processada, sendo 65-80% para Cu, 100% para plástico e a estrutura externa, mais de 95% para a mistura de grafite e material ativo, e 70-80% para a mistura de Al e material ativo. As correntes de maior interesse são as de Al e a de grafite, com presença de material ativo, obtendo-se em ambas as correntes 98% na P-NMC532, 96% na PR-NMC-LMO, 99% na PR-LFP, 97% na C-NMC532 e 90% na C-NCA do material ativo total da bateria. A rota desenvolvida permite a separação dos principaiscomponentes físicos das baterias de íons de Li e é aplicável para os três tipos de baterias utilizadas em veículos elétricos.