废锂离子电池的冶金回收工艺研究进展

回收废锂离子电池对资源可持续性和人类健康至关重要。废锂离子电池需要经过预处理拆解为各种组分,其中正极材料是各种组分中最具回收价值和意义的部分。目前,冶金工艺是废锂离子电池正极材料回收的主要方法,该工艺主要包括废锂离子电池的预处理、有价金属的提取、产品的回收3个阶段。总结了各阶段的主要方法和进展,并对比了各种方法的优缺点。经对比发现在废锂离子电池的预处理阶段中,机械化的处理方式是未来的发展方向;在有价金属的提取和产品回收的2个阶段中,将各种工艺相耦合来开发绿色、低成本、高效率的组合工艺将是今后的发展趋势。

废锂离子电池石墨负极综合回收利用研究进展

综述了废锂离子电池石墨负极的综合回收利用技术,包括湿法、火法-湿法联合以及物理法回收工艺,并对各工艺的优缺点进行了深入分析。特别指出,尽管目前存在多种回收技术,但高效、环保的闭环回收工艺仍面临挑战。探讨了废石墨负极材料的资源化再利用途径,如作为二次电池负极材料、制备石墨烯等,并对未来研究方向进行了展望,旨在为废锂离子电池石墨负极的高值化利用提供理论支持和技术支持。建议未来的研究关注开发简单、高效、清洁的闭环回收工艺,提高石墨负极材料的回收率和纯度,同时减少环境污染。未来研究的热点应包括石墨负极材料的晶格重构修复技术,以及探索石墨负极材料在储能材料、催化剂、吸附剂等领域的新应用。

废锂离子电池负极材料的机械分离与回收

基于锂电池负极结构及其组成材料铜与碳粉的物料特性，采用锤振破碎、振动筛分与气流分选组合工艺对废锂电池负极组成材料进行分离与回收。实验采用ICP。AES分析实验样品与分离富集产品的金属品位。结果表明：该负极材料经破碎筛分后，粒径大于O．250mm的破碎料中铜的品位为92．4％，而粒径小于0．125mm的破碎料中碳粉的品位为96．6％，均可直接回收；粒度为0．125～0．250mm的破碎料中，铜的品位较低，可通过气流分选实现铜与碳粉的有效分离回收；气流分选过程中，操作气流速度为1．00m／s时，铜的同收率达92．3％，品位达84．4％。

废锂离子电池中集流体与活性物质的分离

针对废旧锂离子电池回收工艺中电极集流体的分离问题,根据集流体、活性物质、粘结剂的物理化学性质差异,对高温焙烧法、物理擦洗法和稀酸浸出-搅拌擦洗法分离集流体与活性物质进行研究。结果表明:高温焙烧与物理擦洗法都不能完全使集流体分离出来,而通过稀酸溶解-搅拌擦洗联合作用分离效果良好,在硫酸浓度为0.5 mol/L、固液比1-10、搅拌速度200 r/min、反应时间为40 min的条件下,可以实现正负极活性物质与集流体的分离,铝箔和铜箔可直接作为产品回收,只有极少部分进入浸出液,浸出渣用硫酸再浸,可以使钴、锂全部溶出,净化除杂后可回收钴和锂。

废锂离子电池中失效钴酸锂材料超声再生

为了恢复锂离子电池中正极钴酸锂材料的电化学活性,对置于LiOH溶液中的失效钴酸锂进行超声再生研究。采用XRD和Raman光谱分析钴酸锂晶体结构,采用SEM分析钴酸锂表面形貌和颗粒大小,采用FT-IR光谱仪和TGA热分析仪分析钴酸锂表面粘附的有机物。结果表明:超声空化效应可以有效地去除钴酸锂表面的有机物,并有利于钴酸锂晶体在LiOH溶液中Co和Li阳离子的重排。室温条件下,失效的钴酸锂在2.0 mol/L LiOH溶液中经过12 h超声处理后,成功恢复了其电化学活性。锂离子电池的首次充电容量为132.2 mA·h/g,首次放电容量为131.9 mA·h/g,第50次循环时的电容保持率为97.2%。

酸浸—萃取—沉淀法回收废锂离子电池中的钴

采用酸浸—萃取—沉淀法回收废锂离子电池中的钴。实验结果表明:废锂离子电池在600℃下煅烧5 h可将正极材料上的有机黏结剂与正极活性物质分离;正极活性物质在Na OH溶液浓度为2.0 mol/L、n(Na OH)∶n(铝)=2.5、碱浸温度为20℃的条件下碱浸反应1 h后,铝浸出率达99.7%;已除铝的正极活性物质在硫酸浓度为2.5 mol/L、H_2O_2质量浓度为7.25 g/L、液固比为10、酸浸温度为85℃的条件下酸浸反应120 min,钴浸出率高达98.0%;酸浸液在p H为3.5、萃取剂P507与Cyanex272体积比为1∶1的条件下,经2级萃取,钴萃取率为95.5%;采用H_2SO_4溶液反萃后在硫化钠质量浓度为8 g/L、反萃液p H为4的条件下沉淀反应10 min,钴沉淀率达99.9%。

柠檬酸溶解废锂离子电池正极材料的研究

探求废锂离子电池正极材料LiMn2O4在柠檬酸溶液中的溶解条件,为废旧电池的进一步回收利用奠定基础。采用单因素与正交实验相结合的方法,对废锂离子电池正极材料LiMn2O4在柠檬酸溶液中的溶解条件进行研究,结果表明,废锂离子电池正极材料LiMn2O4在柠檬酸溶液中适宜的溶解条件为:柠檬酸浓度1.0mol.L-1、溶解温度45℃、H2O2加入量5.0%、料液比60g.L-1,在此条件下正极材料LiMn2O4在柠檬酸溶液中的溶解率达到99.56%。对柠檬酸溶解废锂离子电池正极材料LiMn2O4的机理进行了探讨,认为在加入H2O2之前,尖晶石LiMn2O4中的Mn3+发生歧化反应生成Mn2+以及MnO2,而Mn4+在溶液中水解生成MnO2。MnO2与柠檬酸发生氧化还原反应生成丙酮二羧酸及Mn2+。加入H2O2之后,H2O2作为还原剂能够将剩余的MnO2全部还原为Mn2+,使正极材料LiMn2O4在柠檬酸溶液中的溶解率得以提高。

废锂离子电池的综合处理方法

介绍了锂离子电池的结构、材料组成 ,指出了回收处理锂离子电池的必要性并提出了分离处理方法。

废锂离子电池资源化技术研究进展

综述了废锂离子电池资源化回收技术的研究进展。基于废锂离子电池有价组分分离和提纯机理将资源化回收技术归纳为物理化学法、化学法和生物法三大类,并对现有技术发展过程中存在的环境和安全问题进行了初步讨论,为废锂离子电池资源化再利用产业化发展提供参考。

废锂离子电池的综合处理方法

介绍了锂离子电池的结构、材料组成,指出了回收处理锂离子电池的必要性,并提出了分离处理方法。

微波焙烧强化废锂离子电池中的金属回收研究

为进一步提高资源回收效率和降低能耗,围绕废锂离子电池正极材料中有价金属的资源回收问题,提出对废锂离子电池正极材料进行微波焙烧前处理以强化提高各有价金属的浸出效率.结果显示,在不同微波焙烧功率条件下均存在最优焙烧时间以获得最佳金属回收率.综合考虑工序、能耗、成本等因素,研究确定微波焙烧功率600W,焙烧时间6min为较优微波焙烧处理条件,以H_(2)SO_(4)+H_(2)O_(2)为浸出体系,固液比为20g/L,反应温度为80℃,反应时间为60min条件下,Li、Ni、Co、Mn的浸出率分别达96%、85%、76%、52%.微波焙烧对废锂离子电池正极材料中有价金属浸出效率的强化效应主要来源于以下三方面的共同作用:其一,金属颗粒在微波作用下放电产生瞬时高温;其二,在瞬时高温条件下部分金属发生还原反应转化为更易于浸出的化学形态;其三,包覆在物料颗粒表面的有机物得以高效去除,提高金属裸露程度.

废锂离子电池正极材料湿法冶金回收技术研究进展

随着锂离子电池在便携式设备和电动汽车上应用的日益广泛,废锂离子电池的数量增长迅速。废锂离子电池的资源化回收是解决其环境风险问题的必然选择。本文介绍了废锂离子电池正极材料湿法冶金回收技术的研究进展,分析了不同分离预处理技术和湿法冶金回收技术的优缺点,指出了目前废锂离子电池湿法冶金回收技术存在的主要问题,并对该领域未来的发展进行了展望。

废锂离子电池放电路径与评价研究

随着新能源汽车迅猛发展,废锂离子电池资源化回收受到广泛关注,放电是废锂离子电池循环利用过程的重要环节。当前主要采用氯化钠溶液浸泡放电,导致大量含重金属、高有机物废液排放,处理成本高,且存在严重的环境与安全隐患。系统研究了溶液处理过程不同放电介质对放电时间、气体产生、电解液泄漏、金属溶出等的影响,探明了气液固三相组成变化规律,并对锂离子电池的电量释放路径机制进行了探索,明确了放电过程资源环境安全评价与控制方法,进一步构建了本征安全的高效放电技术。发现以电解水为主伴随极少量电解液溶出的硫酸钠溶液最优,以电量释放路径为引导从源头上解决了溶液放电过程大量电解液泄漏以及重金属溶出等问题,为实现废锂离子电池高效循环利用提供了有效支撑。

废锂离子电池中钴的回收研究

采用焙烧-酸浸-化学沉淀的工艺流程,进行了回收废锂离子电池中钴的实验。实验结果表明:500℃下处理正极材料,LiCoO_2粉末结构完整,碳等杂质少;H_2SO_4+H_2O_2体系、C_6H_8O_7+H_2O_2体系、H_2C_2O_4体系对钴的浸出率分别达到97%、95%和98%以上;当温度为50℃,pH值为5~6,草酸铵用量与Co^(2+)比值为1.10时,钴的沉淀率为99.7%,钴的直收率达到97.7%。从经济、节能、效率的角度考虑,提出了用草酸一步回收废锂离子电池正极材料中钴的建议。

废锂离子电池资源化方法的分析与建议

锂离子电池以其优异性能得到广泛应用,但其废弃量也在逐年增加。如果不进行有效处理,不仅给环境带来巨大压力,也会造成资源极大浪费。介绍了锂离子电池的主要构成及回收处理要点,通过国内外现状归纳分析,以及对于各种资源化方法的优劣和效率等进行比较后,研究一种有效可行的资源化方法,并对国内废锂离子电池资源化提出若干建议。

用酸浸—生物浸出工艺从废锂离子电池电极材料中回收金属钴铜镍

研究了采用长期筛选驯化得到的一株金属耐受能力较强的氧化亚铁硫杆菌(T.f.)ESY06,以酸浸—生物浸出工艺从废锂离子电池电极材料中回收铜、钴、镍,考察了Fe2+质量浓度对ESY06生长的影响。结果表明:ESY06同时对铜、钴、镍的耐受能力分别为1.22、2.21、0.29g/L;Fe2+质量浓度为20g/L时,ESY06生长状况最好;采用酸浸—生物浸出工艺处理废锂离子电池正极材料,钴、镍浸出率分别为99.93%、99.46%,负极材料中的铜浸出率为99.78%,混合电极材料中的铜、钴、镍浸出率分别为99.88%、99.39%、99.55%。酸浸—生物浸出工艺对铜、钴、镍金属回收效果较好,对于从电池电极材料中回收有价金属有一定优势。

废锂离子电池回收技术研究进展

近年来,在电子产品数量飞速增长的条件下,废锂离子电池的产生量也在飞速增加。废锂离子电池中含有大量的贵重金属与有毒物质,所以,在环境保护及社会经济方面,废锂离子电池中贵重金属的回收再利用成为全世界关注的焦点。综述了将废锂离子电池中贵重金属成分回收再利用的处理技术以及进行高效回收的工艺现状,同时对废锂离子电池回收工艺的发展趋势进行了展望。

废锂离子电池阴极制备再生材料研究进展

近年来,随着电子产品更新换代速度的加快,作为电子产品核心组件的锂离子电池的废弃量也逐渐增多,给环境带来了巨大的风险,对废弃锂离子电池进行回收再利用显得十分重要。综述了利用废锂离子电池阴极制备再生材料的研究进展,通过对4种常用的废锂离子电池阴极再生材料制备方法的技术进展,以及所制备的再生材料应用于电极、催化剂等多领域的应用效能进行阐述和分析,指出了废锂离子电池阴极材料资源化再利用所面临的挑战,并对其未来发展前景进行了展望。

从废锂离子电池除铜尾渣中浸出钴镍试验研究

研究了在超声场中从废锂离子电池除铜废渣中浸出钴和镍,考察了温度、硫酸浓度、液固体积质量比、浸出时间、机械搅拌速度和超声功率对钴、镍浸出率的影响。结果表明:在温度80℃、硫酸浓度2mol/L、液固体积质量比8∶1、浸出时间2h、搅拌速度100r/min、超声功率300W条件下,钴、镍浸出率分别达90%和87%,浸出效果较好。