鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年12月23日
鋰離子電池的回收現狀如何?如何對鋰離子電池進行回收利用?
摘要:廢舊鋰離子電池有價金屬高效回收技術已成為國內外的研究熱點。本文針對廢舊鋰離子電池有價金屬的回收技術現狀,介紹了有價金屬回收過程中預處理、正極材料處理等環節的研究方法,簡要評價了各種方法的優缺點,最后,對有價金屬回收處理過程中,分離與提純工藝復雜、容易產生二次污染等技術難點進行了分析,指出了后續應深入開展回收工藝研究,探索高效回收處理工藝,將實驗室研究成果工業化的發展趨勢。
1國內外研究的現狀
在實際應用中,回收的核心技術主要分為火法和濕法兩大類。火法是在高溫條件下加熱,根據不同金屬的物理性質(熔點、蒸汽壓)從電池材料中提取或分離有色金屬的工藝過程。濕法是利用酸、堿或有機溶劑將電池中的有價值金屬成分浸出的回收工藝過程。回收流程中大致可以分為三步:電池的前處理、活性物質和集流體的分離、有價金屬的回收與再利用。
1.1廢舊鋰離子電池前期預處理
1.1.1放電
廢舊鋰離子電池里面有殘余電量。為了防止拆卸電池中發生意外,須在拆卸前對電池放電。處理方法有物理放電法和化學放電法。物理放電法主要是利用低溫強制放電,這種方法適用于小批量生產中,美國Umicore、Toxco公司利用液氮對電池進行低溫預處理,在溫度為-198℃下安全破碎電池,但是該種方法對設備要求較高。化學放電法,主要是利用電解方式來放電。
1.1.2拆解、破碎
在實驗室中,因為電池體積小,多數采用手工方式拆解、分離電池。而在實際生產中,多采用機械破碎的方法拆解電池。機械破碎的一種方法是濕法。濕法是以各種酸堿性溶液為轉移媒介,將金屬離子從電極材料中轉移到浸出液中,再通過離子交換、沉淀、吸附等手段,將金屬離子以鹽、氧化物等形式從溶液中提取出來。濕法回收技術工藝比較復雜,但對有價金屬的回收率較高,是目前主要處理廢舊鎳氫電池和鋰離子電池的技術。王元蓀等[5-6]等嘗試采用稀堿水浸泡電池,再進行粉碎處理。該法可以減少HF的產生量,但是不能有效回收含氟電解液,從而易造成二次污染。另一種方法是干法。干法主要包括機械分選法和高溫熱解法(或稱高溫冶金法)。
2廢舊鋰離子電池回收利用問題
(1)廢舊鋰離子電池在拆解和破碎過程中,分離效果仍然不夠理想。因此安全、有效地拆分和破碎廢舊鋰離子電池是廢舊電池回收利用的前提條件。
(2)目前廢舊鋰離子電池有價金屬研究過程中,有價金屬回收工藝中主要以濕法為主。該法使用酸堿等化學物質,會產生有害的廢氣、廢液,對人和環境造成一定的危害,因此工藝過程中二次污染也是需要解決的重要問題。
(3)在廢舊鋰離子電池有價金屬回收過程中,多是以研究正極材料中有價金屬回收為主。忽視了負極和電解液。尤其是電解液中多是由高濃度的有機溶劑、電解質鋰鹽、添加劑等原料組成的,這些物質有毒且污染環境,因此當前應當尋找這些材料的替代品,減少電解液對環境的危害。
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