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锂离子电池材料回收技术以及发展现状

2022-05-13   点击量:32

随着社会的快速发展,我们的锂离子电池材料回收技术也在快速发展,那么你了解锂离子电池材料回收技术的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。


锂离子电池具有非常广泛的应用范围,随着平板电脑、智能手机和超级本的使用量新增,预计在2020年左右,传统小型锂离子电池的应用会呈现大幅度新增的趋势。与此同时,大批废旧的锂离子电池的回收利用问题愈发凸显,利用填埋、焚烧等传统方法处理废旧锂离子电池,既浪费了资源,又对环境造成了污染,甚至还会给人体健康带来危害。


目前,我国已成为世界上重要的锂离子电池生产国和消费国,年电池消费量已达80亿。假如不对废弃的锂离子电池进行系统的处理,将严重浪费资源,污染环境,危害人体健康。可以看出,废旧锂离子电池的回收市场广阔。


锂离子电池由正极板和负极板,粘合剂,电解质和隔板组成。在工业上,制造商重要使用锂钴酸锂,锰酸锂,镍钴锰酸锂锂三元材料和磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料,天然石墨和人造石墨作为负极活性材料。聚偏二氟乙烯(pVDF)是一种广泛使用的正极粘合剂,具有高粘度,良好的化学稳定性和物理性能。工业生产的锂离子电池重要使用六氟磷酸锂(LipF6)和有机溶剂的溶液作为电解质,并使用多孔聚乙烯(pE)和聚丙烯(pp)等有机膜作为电池隔膜。锂离子电池通常被认为是环保且无污染的绿色电池,但是锂离子电池回收不当也会造成污染。尽管锂离子电池不含汞,镉和铅等有毒重金属,但电池的正负极材料,电解质等对环境和人体的影响仍然更大。


一方面,由于锂离子电池的巨大市场需求,未来将出现大量的废旧锂离子电池。如何处置这些用过的锂离子电池并减少其对环境的影响是亟待解决的问题。另一方面,为了满足市场的巨大需求,锂离子电池制造商不得不生产大量的锂离子电池来供应市场。


锂离子电池通常由重金属,有机化合物和塑料组成,其质量比约为:重金属占15%-37%,有机化合物占15%,塑料占7%。总体上,在锂离子电池的组成中,正电极活性材料,即重金属,对环境的影响最大,并且具有更高的回收利用价值。


废旧锂离子电池的回收过程重要包括预处理,二次处理和深度处理。由于废电池中还剩有一些电量,因此预处理过程包括深度放电过程,破碎和物理分选。二次处理的目的是使正极和负极活性物质与基材完全分离。通常使用热处理和有机溶剂溶解。碱液溶解法和电解法实现两者的完全分离;深度处理重要包括浸出,分离和提纯两种过程,以提取有价值的金属材料。根据提取过程的分类,电池回收方法可分为三类:干回收,湿回收和生物回收。


湿式回收过程是将用过的电池粉碎并溶解,然后使用合适的化学试剂选择性地将渗滤液中的金属元素分离出来,以生产可直接回收的高级金属钴或碳酸锂等。湿式回收工艺更适合于化学成分相对单一的废锂离子电池的回收,设备成本较低,适用于中小型规划的废锂离子电池的回收。因此,该方法现在被更广泛地使用。


干回收是指不使用溶液等介质直接回收材料或贵重金属。其中,使用的重要方法是物理分离和高温热解。


Mishra等采用嗜酸性氧化亚铁杆菌回收废旧锂离子电池中的钴和锂,研究了浸出时间、温度、搅拌速度等因素对废旧锂离子电池中金属钴的浸出效果的影响。结果表明,此方法虽然供应了钴元素回收的新方法,但是嗜酸性氧化亚铁杆菌对钴酸锂的浸出率很低。未来要培养浸出率更高的菌种与其他方法相比,生物浸出法具有消耗酸量少,成本低操作简单,环境影响小等优点。


以上就是锂离子电池材料回收技术的有关知识的详细解析,要大家不断在实际中积累相关经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

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钜大特种电池工程研究院

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