废三元锂电池碳热还原焙烧热解研究

以废三元锂离子电池正负极片为原料,采用碳热还原焙烧—水浸联合法,通过热力学、TG-DSC分析,结合XRD、SEM-EDS等表征手段,为正极活性材料与铜铝箔之间热解分离、有价金属(Ni、Co、Mn)的还原及Li的优先提取进行相关理论研究分析,并简单分析了P和F的走向。结果表明,正极活性材料有价金属碳热还原理论上是可行的,且经XRD、SEM-EDS表征,焙烧后有价金属Ni、Co、Mn主要以金属或金属氧化物形式存在,Li则以Li_(2)CO_(3)形式存在,且Ni、Co、Mn含量分布不均匀。在碳含量27.33%、焙烧温度650℃和焙烧时间2.5h的最佳条件下,Li的浸出率达到83.17%,但该条件下,正极活性材料与铜铝箔分离效果不是很好,给后续酸浸净化回收Ni、Co、Mn带来一定的麻烦;P和F的走向为原料→焙烧料→水浸渣。

用抗坏血酸+琥珀酸浸出废三元锂电池中的镍锂

研究了以抗坏血酸+琥珀酸为浸出体系从废三元锂电池中回收镍、锂,考察了琥珀酸加入量、浸出时间、浸出温度、抗坏血酸浓度对镍、锂浸出率的影响。结果表明:在固液质量体积比2 mg/1 mL、琥珀酸加入量4/1、抗坏血酸浓度为0.2 mol/L、浸出时间40 min、浸出温度80℃最佳浸出条件下,镍、锂浸出率分别为95.58%和97.57%。该有机酸体系浸出效果较好。

从废三元锂离子电池中回收镍钴锰

研究了用H_(2)SO_(4)+H_(2)O_(2)体系从废三元锂离子电池正极材料中浸出有价金属镍、钴、锰,考察了硫酸浓度、液固体积质量比、H_(2)O_(2)用量、温度、浸出时间、搅拌速度对金属浸出率的影响。结果表明:在硫酸浓度3.0 mol/L、液固体积质量比10 mL/1 g、H_(2)O_(2)用量1.5 mL/g、温度70℃、浸出时间2.5 h、搅拌速度150 r/min条件下,镍、钴、锰浸出率均在96%以上;对浸出液进行水解除铝,再采用共沉淀法得到镍、钴、锰三元氢氧化物,有价金属得到有效回收。

废三元锂离子电池锂优先浸出技术

采用熔盐焙烧后碱性浸出的方法优先浸出废三元锂离子电池正极材料中的锂,考察了熔盐种类和添加量、焙烧温度、氢氧化钠溶液pH对浸出效果的影响,并运用XRD技术对浸出机理进行了分析。实验结果表明,添加氯化钙进行熔盐焙烧后再碱性浸出,在焙烧温度800 ℃、氯化钙添加量30%(质量比)、固液比1∶5、氢氧化钠溶液pH 11、浸出温度60 ℃、浸出时间120 min的最优回收条件下,锂浸出率可达99.5%,镍钴锰总浸出率低于1%,实现了锂的高效选择性浸出。XRD分析结果表明,添加氯化钙进行高温熔盐焙烧时可破坏镍钴锰酸锂的晶体结构,释放出锂离子,有利于锂的浸出。