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锂离子电池的回收技术和手段介绍

2021-09-16   点击量:55

锂离子电池的回收技术


锂离子电池环保化、无害化处置符合可持续发展的要求。大量锂离子电池进入市场,废旧锂离子电池回收和再利用问题也成为行业重大挑战。


废旧锂离子电池的资源化技术,是将废旧锂离子电池中有价值的成分,依据其各自的物理、化学性质,将其分离。一般而言,整个回收工艺分为4个部分:(1)预处理部分;(2)电极材料修复;(3)有价金属的浸出;(4)化学纯化。


在回收过程中,按照不同的提取工艺分类,可将锂离子电池的回收技术分为3大类:


1.干法回收技术


干法回收重要包括机械分选法和高温热解法(或称高温冶金法)。干法回收工艺流程较短,回收的针对性不强,是实现金属分离回收的初步阶段。重要是指不通过溶液等媒介,直接实现材料或有价金属的回收方法,重要是通过物理分选法和高温热解法,对电池破碎进行粗筛分类,或高温分解除去有机物以便于进一步的元素回收。


2.湿法回收技术


湿法回收技术工艺比较复杂,但各有价金属的回收率较高,是目前重要处理废旧镍氢电池和锂离子电池的技术。湿法回收技术是以各种酸碱性溶液为转移媒介,将金属离子从电极材料中转移到浸出液中,再通过离子交换、沉淀、吸附等手段,将金属离子以盐、氧化物等形式从溶液中提取出来。


3.生物回收技术


生物回收技术具有成本低、污染小、可重复利用的特点,是未来锂离子电池回收技术发展的理想方向。生物回收技术重要是利用微生物浸出,将体系的有用组分转化为可溶化合物并选择性地溶解出来,得到含有效金属的溶液,实现目标组分与杂质组分分离,最终回收锂等有价金属。目前,有关生物回收技术的研究刚刚起步,之后将逐步解决高效菌种的培养、周期长的问题以及关于浸出条件的控制问题。


锂离子电池回收技术手段


1、梯次利用与原料回收


退役动力锂离子电池,走梯次利用道路的,是梯次利用之后再进行材料回收;直接材料回收的是批量过小的,无历史可查的,安全监测不合格的等等。


2、正极材料有价金属提取方法


当前说的动力锂离子电池回收,其实并没有做到整个电池上各类材料的全面回收再利用。正极材料的种类重要包括:钴酸锂,锰酸锂,三元锂,磷酸铁锂等。


3、湿法冶金


湿法冶金是用合适的化学试剂选择性溶解废旧锂离子电池中的正极材料,并分离浸出液中的金属元素的一种方法。湿法冶金工艺比较适合回收化学组成相对单一的废旧锂离子电池,可以单独使用,也可以联合高温冶金一起使用,对设备要求不高,处理成本较低,是一种很成熟的处理方法,适合中小规模废旧锂离子电池的回收。


4、火法冶金


火法冶金,又称焚烧法或干法冶金,是通过高温焚烧去除电极材料中的有机粘结剂,同时使其中的金属及其化合物发生氧化还原反应,以冷凝的形式回收低沸点的金属及其化合物,对炉渣中的金属采用筛分、热解、磁选或化学方法等进行回收。火法冶金对原料的组分要求不高,适合大规模处理较复杂的锂离子电池。

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钜大特种电池工程研究院

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