Atık lityum demir fosfat (LiFePO4) bataryalardaki değerli metallerin hidrometalurjik yöntem ile geri kazanımı
Recovery of valuable metals in spent lithium iron phosphate (LiFePO4) batteries by hydrometallurgical method
Yazar: GİZEM AVCI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALP ÖZDEMİR
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Bilimleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Sahip oldukları avantajlardan dolayı lityum demir fosfat (LFP) bataryalar, elektrikli 
araç pazarında yaygın olarak tercih edilmekte ve kullanımları gün geçtikçe artmaktadır. 
Bu bataryaların kullanımının artmasıyla birlikte fazla miktarda atık LFP bataryanın 
oluşması beklenmektedir. Artan üretim sonucu küresel lityum (Li) rezervleri talep ve 
hammadde ihtiyacını karşılamayacağı için atık LFP bataryalardaki başta Li olmak üzere 
değerli metallerin etkin bir şekilde geri kazanılması gerekmektedir. Bu soruna çözüm 
olarak, bu tezde atık LFP'lerdeki Li, Fe (demir) ve Al (alüminyum) gibi değerli 
metallerin, inorganik asitler, organik asitler ve organik indirgeyiciler kullanılarak geri 
kazanılması hedeflenmiştir.  
Bu amaçla, çalışmada iki farklı indirgeyici (hidrojen peroksit ve glikoz) ve üç farklı 
asit (sodyum persülfat, asetik asit ve formik asit) ile hidrometalurjik yöntemler 
gerçekleştirilmiş ve değerli metaller geri kazanılmıştır. Atık LFP bataryalara üç farklı 
yöntemin uygulanmasıyla %81-98 aralığında Al, %88-99 aralığında Fe ve %87-97 
aralığında Li geri kazanım performansı elde edilmiştir. En yüksek Li geri kazanım 
performansı (%97), formik asit ve glikozun kullanıldığı yöntemin uygulanması ile elde 
edilmiştir. Buna bağlı olarak, organik asit ve glikoz indirgeyici ajanın kullanılmasıyla 
yüksek geri kazanım verimlerinin elde edilebildiği gözlemlenmiştir. Ayrıca, indirgeyici 
görevindeki hidrojen peroksit yerine glikoz kullanılmasıyla güçlü inorganik asitlere 
ihtiyaç duyulmayacağı ve bu durumun özellikle Li geri kazanımı için daha sürdürülebilir 
bir yol sağlayacağı beklenmektedir.

Abstract:
Due to their advantages, lithium iron phosphate (LFP) batteries are widely preferred 
in the electric vehicle market and their use is increasing day by day. With the rising the 
utilization of these batteries, it is expected that a significant amount of waste LFP batteries 
will be generated. Given the global lithium (Li) reserves will not be able to meet the 
demand and raw material requirements due to increased production, it is essential to 
efficiently recover valuable metals, especially Li, from waste LFP batteries. As a solution 
to this problem, this thesis aims to recover valuable metals such as Li, Fe (iron) and Al 
(aluminium) in waste LFPs by using inorganic acids, organic acids, and organic 
reductants.  
For this purpose, hydrometallurgical methods were conducted with two different 
reductants (hydrogen peroxide and glucose) and three different acids (sodium persulfate, 
acetic acid, and formic acid) resulting in the recovery of valuable metals. Al recovery 
performance ranged from 81-98%, Fe recovery performance ranged from 88-99% and Li 
recovery performance ranged from 87-97% when three different methods were applied to 
waste LFP batteries. The highest Li recovery performance (97%) was obtained by 
applying the method using formic acid and glucose. Accordingly, it was observed that 
high recovery efficiencies can be achieved by using organic acid and green reductant. 
Furthermore, it is predicted that strong inorganic acids can be shifted to using glucose 
instead of hydrogen peroxide as a reductant. It is also expected that by using glucose 
instead of hydrogen peroxide as a reductant, strong inorganic acids will not be needed, 
providing a more sustainable pathway, especially for Li recovery.