Caracterização de bateria recarregável de lítio de veículos híbridos visando sua reciclagem

• Autor(a) principal: Aranha, Wesley Monteiro
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/18029
• topic: caracterização; bateria recarregável; veículos híbridos; lítio; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA

O objetivo do trabalho foi caracterizar baterias recarregáveis de íons lítio, utilizadas em veículos híbridos, vislumbrando a proposição de alternativas para o reuso dos seus componentes. Duas baterias, cada uma pesando 5,3 kg foram desmanteladas manualmente. A primeira etapa de caracterização consistiu em separar as frações mássicas principais da bateria: 24% de plásticos, 6% de alumínio metálico sob a forma de placas que constituíam o cátodo, 10% de cobre metálico sob a forma de placas que constituíam o ânodo e 43% de pós que recobriam cátodo e ânodo. A diferença em massa (17%) corresponde a perda durante operação de desmantelamento e o eletrólito que não pôde ser recuperado. As frações de plástico, alumínio e cobre representam 40% da massa total da bateria e podem ser reutilizadas diretamente. A segunda etapa de caracterização consistiu na identificação das espécies contidas nos pós do cátodo e do ânodo, que correspondem a 28% e 15% da massa total da bateria, respectivamente. Tal caracterização química foi realizada através de análises semiquantitativas por fluorescência de raios-X, espectroscopia de energia dispersiva de raios-X e espectroscopia de absorção atômica, e análise qualitativa por difração de raios-X. Verificou-se que o pó que reveste o material catódico da bateria consiste predominantemente de uma mistura de fosfato de ferro contendo lítio supostamente dopado com ítrio (LixFeYPO4) com a seguinte composição (m/m): 30,6% Fe, 14,6% P, 1,7% Li, 1,9% Al, 1,7% Mn, 0,5% F, além de elementos traços. Já o pó que reveste o material anódico é composto essencialmente por carbono (> 90%), contendo 3,4% F, 2,1% Li e outros elementos traços. Uma análise econômica preliminar indica que alumínio, cobre e carbono constituem as frações mais rentáveis na bateria estudada.