失效锂离子电池石墨负极回收利用研究进展

新能源汽车产业发展是实现我国“双碳”战略的重要举措.石墨因其高导电率、高容量和高稳定性等优点,成为当前主流的负极材料,其需求量和报废量增长迅速.废石墨负极因含多种金属、黏结剂、电解液等,具有污染性和资源性双重特点,其高效清洁回收利用成为人们研究的热点与重点问题.首先介绍了全球石墨矿产资源分布及其消费结构,表明我国石墨资源较为丰富(约占全球15.7%),但产量与消费量全球第一,分别达到65.4%和86.6%,且电池负极消费比重日益增长.为提高石墨负极利用水平,系统综述了石墨负极回收利用研究进展,阐述了石墨负极的再生方法,包括物理法、湿法浸出、火法及其他方法.为进一步提高再生石墨负极的电化学性能,改性技术(如元素掺杂、碳包覆、复合等方法)也受到人们的广泛关注.此外,还概括了石墨负极合成的其他新型功能材料,如石墨烯及氧化石墨烯、电容器、吸附剂和催化剂等,为石墨负极高值利用提供了新的选择.最后,总结了负极石墨材料回收利用的技术瓶颈和面临的挑战,为其绿色高效循环利用提供了研究思路和发展方向.

锂离子电池失效分析研究进展

综述了锂离子电池失效分析流程、失效主要现象及原因、失效分析方法和主要失效原因,并对未来发展研究方向做出了展望。

联合工艺处理失效锂离子电池正极材料研究进展

伴随着便携式电子产品的快速更迭和新能源动力汽车行业的迅猛发展,大量的锂离子电池迎来报废退役,其回收迫在眉睫。焙烧—水浸联合工艺不仅改进了传统火法熔炼工艺存在的高能耗、锂难以有效分离等问题,又解决了湿法回收工艺过程试剂耗量大、废水处理等缺点,将是失效锂离子电池正极材料有效处理回收工艺发展的未来趋势及前进方向。综述了当前联合工艺处理失效锂离子电池正极材料的研究进展,主要分为还原焙烧、盐化焙烧两大类,盐化焙烧工艺极大降低了所需焙烧温度,根据添加剂的不同可细分为硫酸化焙烧、氯化焙烧、硝化焙烧。通过对比分析不同联合工艺的优势和不足,总结展望联合工艺未来的发展趋势及前景,为未来研发更加清洁高效的回收工艺提供参考。

柠檬酸环境破碎粒度对失效锂离子电池锂钴的浸出影响

这是一篇冶金工程领域的论文。研究了柠檬酸环境下破碎粒度和浸出条件对失效锂离子电池锂钴的浸出,为不同类型混合失效锂离子电池回收提供一定参考。结果表明:混合了不同类型的失效锂离子电池中金属含量占比较大的有Mn,Al,Ni,Co,Li,为简化回收工艺及Co、Li的回收价值较大,可只回收Co、Li。破碎粒度在-5 mm范围内对锂钴浸出率的影响较小,而较大破碎粒度浸出率不高可能是因为锂钴包裹在了颗粒中间而不能与浸出液接触而降低了浸出效果。针对混合了不同类型的失效锂离子电池而言,在-5 mm粒级下,柠檬酸浓度1.0 mol/L,浸出温度65℃,固液比1 g/100 mL,H_(2)O_(2)浓度3%,浸出时间55 min,搅拌速度30 r/min条件下进行浸出实验,获得锂浸出率97.86%,钴浸出率98.01%的较好浸出效果。

车载锂电池失效分析及先进安全管理方法

随着电动汽车普及,其安全事故也逐年增多,其中动力电池失效是电动汽车事故的主要原因,因此,要重视电池安全问题。探究车载动力电池失效原因和机理对发展电池安全管理系统有极大帮助,基于此,文章通过汇总常见的车载锂电池失效分析,进一步总结了锂电池失效机理,其中包括机械滥用、电滥用、热滥用。从车载锂电池安全角度出发,对电池结构及材料、电池热管理系统和电池安全管理系统3方面的先进优化措施进行了总结,以推动车载锂电池先进安全管理系统的发展,进而提高动力电池系统的安全性。

失效锂离子电池焙烧产物物相和浸出分析

采用X射线衍射仪分析了失效锂离子电池焙烧产物的物相组成,并由扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪采用面扫描的方法,分析了焙烧产物中不同颗粒的形貌和元素成分。失效锂离子电池焙烧后,其中的LiCoO2可转变为Co,CoO,Co3O4等,含Co,Cu和Al元素的物质之间未发生明显的化学反应。在含亚硫酸钠的硫酸浸出液中,焙烧产物中锂可被全部浸出,钴的浸出率达到75%,而铜的浸出率小于23%。为了提高铜、钴元素的浸出率,在用亚硫酸钠与硫酸浸出钴之前,应先将铜脱除。

从失效锂离子电池中浸出有价金属的试验研究

采用一种普适性方法从失效锂离子电池中浸出有价金属。含钴失效锂离子电池经焙烧预处理脱除有机物,与硫酸钠、浓硫酸混合均匀后进行硫酸化焙烧,其中的有价金属转化为硫酸盐,在质量浓度为5 g/L的稀硫酸溶液中完全浸出。试验结果表明:当硫酸化焙烧温度为500℃时,电池中的有价元素Li、Co、Cu、Al等可完全转化为硫酸盐;适当提高浓硫酸的配入量,焙烧温度可降低至400℃;焙烧过程中无浓硫酸存在时,硫酸钠不发生物相转化,仅对其他金属的转化过程起促进作用。

失效锂离子电池直接空气氧化氨性浸出研究

采用含氨和铵盐(硫酸铵、碳酸铵或氯化铵)的水溶液为浸出介质,在常温下通入空气直接浸出失效锂离子电池中的金属元素。在含铵盐的氨性溶液中,锂、钴的浸出率分别为小于22.4%、12.5%,而铜的浸出率可高达98.86%,有利于铜与锂、钴元素的分离。结果表明,含碳酸铵的氨性溶液浸铜效果最佳。

失效锂离子电池有机物真空脱除和浸出研究

文章采用真空蒸发热处理的方法脱除废弃失效的锂离子电池中的有机物,加热温度为220~500℃,真空炉内压力150Pa,恒温处理时间1h。除有机物被脱除外,当处理温度为280℃时形成了CoO和Li2CO3。温度升高至350℃时,主要的物相为LiCoO2、CoO、Co3O4和Co,以及少量Li2CO3。在超声场中将电极材料与铝、铜箔集流体分离,然后分别用含亚硫酸钠的硫酸溶液和氨性溶液处理电极材料。当用含亚硫酸钠的硫酸溶液浸出经280℃脱除有机物的电极材料时,钴元素基本被浸出。而用氨性溶液浸出经350℃脱除有机物的电极材料时,钴元素的浸出率很低。为了提高钴的浸出率,真空热处理的温度应介于280~350℃之间。

添加剂对失效锂离子电池氨性浸出脱铜的影响

采用含氨、硫酸铵的氨性水溶液作为浸出介质从失效锂离子电池中浸出铜。当使用过硫酸铵为添加剂时,研究了焙烧温度、过硫酸铵用量和浸出温度等对铜、锂、钴浸出率的影响。实验结果表明,在氨性水溶液中加入过硫酸铵,可提高铜的浸出率。浸出液温度对铜的浸出率影响明显,采用合适的浸出条件,失效锂离子电池中铜可被完全浸出,铜的浸出率达100%,而钴的浸出率仍较低。但在较低的浸出温度(40℃)下,过硫酸铵的加入量对铜的浸出率影响不大。经XRD分析,脱铜浸出渣中含钴物相主要为Co3O4、LiCoO2。

失效MH/Ni电池负极合金粉的再生

通过化学处理及熔炼处理对失效 MH/ Ni电池的负极粉进行了再生实验 .XRD测试结果表明 ,再生合金结构为 Ca Cu5型 .通过恒电流充放电实验发现 ,再生合金 0 .2 C放电容量达到 2 95 m A· h/ g,与原合金放电容量接近 ,且再生合金的放电电位比原合金高约 2 0 m V. 1 C循环寿命测试结果表明 ,再生合金经过30 0周循环后 ,放电容量仅衰减了初始容量的 2 7% ,较原合金容量衰减缓慢 ,循环稳定性好 .

失效磷酸铁锂电池正极材料的理化性质

为实现失效磷酸铁锂(LiFePO_(4))电池正极材料的回收和再利用,采用仪器分析和表征方法,研究LiFePO_(4)正极材料失效前、后的理化性质。结果表明:失效后LiFePO_(4)电池正极材料中含有大量的Fe、P、Ni,少量的Cu、Co和微量的F元素,晶相结构未发生明显改变,Fe主要以Fe^(2+)和Fe^(3+)形式存在;LiFePO_(4)电池正极片失效后表面呈现不规则的波浪状缺陷和坑状凹陷;在失效过程中,LiFePO_(4)正极材料颗粒表面产生裂纹,破碎后形成的小颗粒变得黏连、杂乱和团聚,降低正极材料的电化学性能;失效后颗粒表面出现的约20 nm厚的PVDF膜结构影响颗粒表面的疏水性,降低浮选效率。

阀控式铅酸蓄电池提前失效原因分析及对策

在实际使用中,许多VRLA蓄电池远未达到设计寿命就提前失效报废了,原因除了电池本身的质量问题,关键在于能否正确地使用、维护VRLA蓄电池。文中探讨了阀控式铅酸蓄电池失效的常见原因,在实践的基础上总结了正确的使用方法和维护手段,延长了蓄电池的循环寿命。

失效二次电池资源再生利用研究进展

失效二次电池的回收利用具有重要意义,简要地介绍三类小型二次电池在提取工艺及其相关材料方面的研究进展。

铅酸蓄电池使用寿命影响因素及其电池失效原因

在当前的社会发展过程中，我国的科学技术有了长足的进步，在铅酸蓄电池的领域取得了较为优异的成果，并在其自身的高性价比的优势下得到了广泛的应用。但是在发展的过程中由于受到各种因素的影响，会对铅酸蓄电池的使用寿命产生很大的影响，有的还会使得电池失效，所以采取有效的措施对铅酸蓄电池的使用寿命进行延长已经显得格外重要。本文主要就铅酸蓄电池的使用寿命的影响因素以及电池失效的原因进行详细分析，探索出能够延长铅酸蓄电池的寿命有效措施。

失效锂离子电池正极材料管道化浸出工艺

湿法回收是目前回收失效锂离子电池正极材料的主要方法,浸出是该方法的一个关键流程,而工业生产中一般采用槽式浸出,该体系不是封闭的,在反应过程中由于物料中残余的一些杂质在酸性体系下会产生气体,严重恶化生产环境,同时反应会消耗大量的酸碱试剂及氧化剂,并产生大量废水、废酸。针对这些问题,提出采用管式反应器浸出失效锂离子电池正极材料方案,本实验的原料为失效钴酸锂正极材料,研究了不同条件对浸出效果的影响,发现过氧化氢的浸出效果并不理想,并通过采用葡萄糖等固体还原剂,有效地提高浸出率。相同条件下,对比过氧化氢和葡萄糖,钴和锂的浸出率分别从59.18%、92.57%提高到85.95%、99.47%。

电导检测技术在蓄电池的失效预警上的应用

电池组突发失效呈现出的不可预知性成为了后备供电系统中的一大安全隐患,如何预防电池组突发失效是电池维护技术中具有挑战性的课题。本文从蓄电池的损伤机理出发,探讨伴随着蓄电池失效产生的相关物理量变化情况,以期能及时有效预见蓄电池的失效。

风机变桨电池失效及电池对环境的适应性分析

概述变桨系统,分析风机变桨电池失效原因,探讨风机变桨蓄电池常见故障和对环境的适应性,提出延长风机机组电池使用寿命和降低故障的措施,以期进一步提高机组工作效率。

瑞士苏黎世ETH用新技术阐明锂电池失效原理

标准的锂离子电池。如从手机电池到插电式电动汽车电池的电极都含有嵌入化合物。在充放电过程中，电池体积或结构不发生大的变化。但能量密度却有限。最近。科研人员在研究具有更高能量密度的电池材料方面已经做了大量的工作，但这些材料通常会非常迅速地衰降。