Toray: Collecting lithium from waste LIBs!
-Development of “Nanofiltration (NF) Membrane for Recovering Lithium”-
Toray:
We have developed a nanofiltration (NF) membrane that recovers lithium from used LIB.
“The acid resistance of the NF membrane is increased by 5 times”, and the “lithium selectivity is increased by 1.5 times”.
Developed nanofiltration (NF) membrane:
Waste LIB recycling enables separation and recovery processing using NF membranes.
If the new NF membrane separation method is applied, the manufacturing cost can be reduced to one-fifth.
Countermeasures against lithium supply shortage:
There are concerns about a lithium supply shortage in 2030 due to the spread of EVs.
Aiming for commercialization in 2027.
Conventional waste LIB recycling:
In conventional waste LIB recycling,
Valuable metals are recovered from the high-temperature treated powder with strong acid, and finally lithium is extracted.
According to the company, the conventional NF membrane “cannot be applied due to lack of acid resistance.”
This new NF membrane treatment:
The new NF membrane
By lowering the reactivity with acids and increasing the uniformity of the pore size of the membrane,
It made it possible to add a membrane separation process after recovering valuable materials in recycling.
Lithium production method:
Salt lake method:
Salt lake method to concentrate and refine from salt lake.
Ore method:
The ore method, in which mined ore is roasted and refined, is the mainstream.
NF membrane separation method:
If NF membrane separation is put into practical use,
Lowering the manufacturing cost to the same level as the salt lake method,
Productivity can be increased to the same level as the ore method.
moreover,
Carbon dioxide emissions can be reduced to one third of the ore method.
Current waste LIB recycling:
Due to high production costs, most of the lithium is wasted.
new switch
Recovery of lithium from used lithium-ion batteries
– Creation of highly lithium-selective nanofiltration membrane with dramatically improved acid resistance –
Toray:
Utilizing the latest DX.
“Mechanism of degradation of film performance by acid”,
We analyzed the “optimum pore structure of the membrane for selective separation”.
Making full use of synthetic organic chemistry, polymer chemistry, and nanotechnology.
We have created a cross-linked polymer membrane that has both a strong acid-resistant structure and a precise pore structure of 1 nm or less.
Compared to conventional products, we have achieved “5 times the acid resistance and 1.5 times the ion selective separation performance”.
TORAY
https://www.toray.co.jp/news/details/20220823145524.html
“Toray’s super filter that allows only atoms to pass three times” is now available
What is NF membrane (nanofiltration membrane):
It is a type of water treatment membrane that filters liquids.
The new NF membrane passes “0.76 nm Li ions (univalent ions) dissolved in water”.
on the other hand,
“0.85 nm cobalt (Co) divalent ions are impervious” and has high selective separation.
In addition,
Filtration and required energy are reduced by “three times higher water permeability than conventional NF membranes”.
Nikkei Cross Tech (xTECH)
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/01410/00004/
Toray : Récupérer le lithium des LIBs de déchets !
-Développement d’une “membrane de nanofiltration (NF) pour la récupération du lithium”-
Toray :
Nous avons développé une membrane de nanofiltration (NF) qui récupère le lithium des LIB usagées.
“La résistance aux acides de la membrane NF est augmentée de 5 fois”, et la “sélectivité au lithium est augmentée de 1,5 fois”.
Membrane de nanofiltration (NF) développée :
Le recyclage des déchets LIB permet un traitement de séparation et de valorisation à l’aide de membranes NF.
Si la nouvelle méthode de séparation membranaire NF est appliquée, le coût de fabrication peut être réduit d’un cinquième.
Contre-mesures contre la pénurie d’approvisionnement en lithium :
On s’inquiète d’une pénurie d’approvisionnement en lithium en 2030 en raison de la propagation des véhicules électriques.
Vise une commercialisation en 2027.
Recyclage des déchets classiques LIB :
Dans le recyclage classique des déchets LIB,
Les métaux précieux sont récupérés de la poudre traitée à haute température avec un acide fort, et enfin le lithium est extrait.
Selon la société, la membrane NF conventionnelle “ne peut pas être appliquée en raison d’un manque de résistance aux acides”.
Ce nouveau traitement membranaire NF :
La nouvelle membrane NF
En diminuant la réactivité avec les acides et en augmentant l’uniformité de la taille des pores de la membrane,
Il a permis d’ajouter un procédé de séparation membranaire après récupération des matières valorisables en recyclage.
Méthode de production du lithium :
Méthode du lac salé :
Méthode du lac salé pour concentrer et raffiner à partir du lac salé.
Méthode minerai :
La méthode du minerai, dans laquelle le minerai extrait est torréfié et raffiné, est le courant dominant.
Méthode de séparation membranaire NF :
Si la séparation par membrane NF est mise en pratique,
Abaissant le coût de fabrication au même niveau que la méthode du lac salé,
La productivité peut être augmentée au même niveau que la méthode au minerai.
en outre,
Les émissions de dioxyde de carbone peuvent être réduites à un tiers de la méthode du minerai.
Recyclage LIB des déchets actuels :
En raison des coûts de production élevés, la majeure partie du lithium est gaspillée.
nouvel interrupteur
Récupération du lithium des batteries lithium-ion usagées
– Création d’une membrane de nanofiltration hautement sélective au lithium avec une résistance aux acides considérablement améliorée –
Toray :
Utilisant le dernier DX.
“Mécanisme de dégradation des performances du film par l’acide”,
Nous avons analysé la “structure optimale des pores de la membrane pour une séparation sélective”.
Tirer pleinement parti de la chimie organique de synthèse, de la chimie des polymères et des nanotechnologies.
Nous avons créé une membrane polymère réticulée qui possède à la fois une structure résistante aux acides et une structure de pores précise de 1 nm ou moins.
Par rapport aux produits conventionnels, nous avons atteint “5 fois la résistance aux acides et 1,5 fois la performance de séparation sélective des ions”.
TORAY
“Le super filtre de Toray qui ne laisse passer que trois fois les atomes” est maintenant disponible
Qu’est-ce que la membrane NF (membrane de nanofiltration):
C’est un type de membrane de traitement de l’eau qui filtre les liquides.
La nouvelle membrane NF laisse passer “0,76 nm d’ions Li (ions univalents) dissous dans l’eau”.
d’autre part,
“Les ions divalents de cobalt (Co) de 0,85 nm sont imperméables” et ont une séparation sélective élevée.
En outre,
La filtration et l’énergie requise sont réduites par “une perméabilité à l’eau trois fois supérieure à celle des membranes NF conventionnelles”.
Nikkei CrossTech (xTECH)
Toray: Sammeln von Lithium aus Abfall-LIBs!
-Entwicklung einer „Nanofiltrationsmembran (NF) zur Rückgewinnung von Lithium“-
Toray:
Wir haben eine Nanofiltrationsmembran (NF) entwickelt, die Lithium aus gebrauchtem LIB zurückgewinnt.
“Die Säurebeständigkeit der NF-Membran wird um das 5-fache erhöht”, und die “Lithiumselektivität wird um das 1,5-fache erhöht”.
Entwickelte Nanofiltrationsmembran (NF):
Abfall-LIB-Recycling ermöglicht die Trennung und Verwertung von NF-Membranen.
Bei Anwendung des neuen NF-Membrantrennverfahrens können die Herstellungskosten auf ein Fünftel gesenkt werden.
Gegenmaßnahmen gegen Lithium-Versorgungsengpässe:
Aufgrund der Verbreitung von Elektrofahrzeugen gibt es Bedenken hinsichtlich eines Versorgungsengpasses bei Lithium im Jahr 2030.
Kommerzialisierung im Jahr 2027 angestrebt.
Konventionelles Abfall-LIB-Recycling:
Beim konventionellen Abfall-LIB-Recycling
Aus dem hochtemperaturbehandelten Pulver werden mit starker Säure wertvolle Metalle zurückgewonnen und schließlich Lithium extrahiert.
Die herkömmliche NF-Membran ist nach Angaben des Unternehmens „mangels Säurebeständigkeit nicht einsetzbar“.
Diese neue NF-Membranbehandlung:
Die neue NF-Membran
Durch Verringerung der Reaktivität mit Säuren und Erhöhung der Einheitlichkeit der Porengröße der Membran,
Es ermöglichte die Ergänzung um ein Membrantrennverfahren nach der Wertstoffrückgewinnung im Recycling.
Herstellungsverfahren für Lithium:
Salzsee-Methode:
Salzseeverfahren zum Konzentrieren und Raffinieren aus Salzsee.
Erzmethode:
Das Erzverfahren, bei dem abgebauten Erz geröstet und veredelt wird, ist der Mainstream.
NF-Membrantrennverfahren:
Wenn die NF-Membrantrennung in die Praxis umgesetzt wird,
Senkung der Herstellungskosten auf das gleiche Niveau wie beim Salzseeverfahren,
Die Produktivität kann auf das gleiche Niveau wie beim Erzverfahren gesteigert werden.
Außerdem,
Die Kohlendioxidemissionen können gegenüber dem Erzverfahren auf ein Drittel reduziert werden.
Aktuelles Abfall-LIB-Recycling:
Aufgrund der hohen Produktionskosten wird das meiste Lithium verschwendet.
neuer Schalter
Rückgewinnung von Lithium aus gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien
– Schaffung einer hochlithiumselektiven Nanofiltrationsmembran mit dramatisch verbesserter Säurebeständigkeit –
Toray:
Verwendung der neuesten DX.
“Mechanismus der Verschlechterung der Filmleistung durch Säure”,
Wir haben die „optimale Porenstruktur der Membran für die selektive Trennung“ analysiert.
Volle Nutzung der synthetischen organischen Chemie, der Polymerchemie und der Nanotechnologie.
Wir haben eine vernetzte Polymermembran geschaffen, die sowohl eine stark säurebeständige Struktur als auch eine präzise Porenstruktur von 1 nm oder weniger aufweist.
Im Vergleich zu herkömmlichen Produkten haben wir die „5-fache Säurebeständigkeit und die 1,5-fache ionenselektive Trennleistung“ erreicht.
TORAY
“Torays Superfilter, der nur Atome dreimal passieren lässt” ist jetzt verfügbar
Was ist eine NF-Membran (Nanofiltrationsmembran):
Es ist eine Art Wasseraufbereitungsmembran, die Flüssigkeiten filtert.
Die neue NF-Membran lässt „0,76 nm Li-Ionen (univalente Ionen) gelöst in Wasser“ durch.
auf der anderen Seite,
“0,85 nm Kobalt (Co) zweiwertige Ionen sind undurchlässig” und haben eine hohe selektive Trennung.
Zusätzlich,
Filtration und benötigte Energie werden durch „dreimal höhere Wasserdurchlässigkeit als herkömmliche NF-Membranen“ reduziert.
Nikkei Cross Tech (xTECH)