Atık lityum iyon batarya bileşenlerinin Li, Co, Ni, Mn esaslı ikincil ürünlere dönüştürülmesi

Atık sözcüğü kelime anlamı olarak kimyasal bir işlemden sonra arta kalan, işe yaramayan madde anlamı taşımaktadır. Ancak, içerdiği cevher içeriği olarak değerlendirildiğinde bu malzemelerin doğada bulunduklarından daha yüksek saflıkta hammadde içermektedir. Bu nedenle, atık kavramının yerine endüstriyel işlem görmüş hammadde olarak isimlendirilmesi daha doğru olacaktır. Bu tez çalışmasında, lityum iyon batarya yapısındaki katot bileşenindeki lityum miktarının belirlenmesi için model oluşturulmuştur. Kristalografi Açık Kaynağından (COD) elde edilen farklı Lix miktarları içeren NMC ve LCO bataryalara ait kristalografik bilgiler alınarak teorik XRD kırınım desenleri elde edilmiştir. Elde edilen XRD kırınım desenlerindeki (003) ve (104) düzlemlerine ait pik pozisyonları, bu düzlemlerin pik şiddetlerinin oranları (I(003)/(104)) gibi veriler kullanılarak farklı atık lityum batarya içeriklerindeki Lix miktarını belirleyici model oluşturulmuştur. Belirlenen eksik Lix miktarı, Li2CO3 kaynağından yapıya takviye edilerek yeniden lityumlama prosesi ile kristal yapının onarımı tekrar lityum iyon bataryalarda kullanabilecek şekilde gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, anot ve katot hücresinden elde edilen bileşenlerin ikincil uygulamalarda kullanımına yönelik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Lityum iyon bataryaların katot hücresinden CoAl2O4 mavi pigment üretimi ve porselen karoların atık lityum iyon batarya bileşenleri ile renklendirilmesi gibi alanlarda kullanımına yönelik çalışmalar bulunmaktadır. Anot grafit hücresinden karbotermal indirgenme reaksiyonları ile ZrC, TiC ve B4C gibi seramik karbürlerin yüksek saflıkta elde edilmesine yönelik çalışmalar yapılmıştır. Ayrıca, Ti3SiC2 MAXene faz bileşiğinin atık anot grafit hücresinden üretimi gerçekleştirilmiştir. Lityum iyon batarya bileşenlerinin geri dönüşüm yolculuğu ile rota çizilmiş, atık bataryaların sahip olduğu özelliklere göre uygun geri dönüşüm yöntemi belirlenmiştir. Atık bataryalardan yüksek katma değerli ikincil ürünler üretilmiştir.