废锂电池放电及正极片分离回收处理

研究了废锂电池放电及正极片分离回收处理工艺。实验结果表明:经质量浓度30 g/L NaCl溶液浸泡9.0 h可实现电池放电,残余电压在0.5 V以下;在60℃恒温水浴振荡、NaOH质量浓度40 g/L、废锂电池质量与NaOH溶液体积的比为15 g/L的优化条件下,集流体完全与活性物质分离,回收得到的黑色粉末为LiCoO2活性材料,未见铝杂质的特征峰;通过硫酸中和的方法回收碱浸溶液中的铝,当体系pH为10.0时,可获得最大量的Al(OH)3沉淀,沉淀物颗粒表面光滑,粒径大小不一。

湿法工艺在废锂电池处理中的应用研究进展

综述了湿法技术在废锂电池回收处理中的应用研究进展,包括有价金属浸出、提纯、精制和活性材料再生,对比了不同处理工艺之间的优缺点,展望了其在废锂电池处理中的应用前景。

废锂电池负极全组分绿色回收与再生

以三氟乙酸溶液为溶剂,对废锂电池负极片中的铜箔、石墨及锂元素进行了综合回收试验研究,考察了不同实验条件对各组分回收效果的影响,并采用XRD、SEM和FTIR等手段对再生产物进行了表征。结果表明,经酸浸后,铜箔表面干净光亮,其回收率可达100%;石墨(锂离子浸出最佳酸浸条件下过滤所得的石墨)呈现出典型的层状结构特征,且纯度高、无杂质,其回收率约为96.3%;在三氟乙酸浓度为15%(体积分数)、固液比为60g/L、浸出温度为40℃、浸出时间为30min的实验条件下,浸出液中锂离子的最大浸出质量分数为1.08%。经除杂后浸出液中锂元素的再生产物为纯相碳酸锂,其产率为95.6%。实验中三氟乙酸溶剂可通过蒸馏的方式循环利用。整个工艺流程简单,绿色环保。

用硫酸从废锂电池中浸出钴的试验研究

采用正交试验与单因素试验法研究了用硫酸从废锂电池中浸出钴,考察了浸出时间、浸出温度、硫酸浓度及葡萄糖添加剂用量对钴浸出率的影响,确定了4个影响因素的主次关系。结果表明:在葡萄糖添加量10%、硫酸浓度3mol/L、浸出温度60℃、浸出时间45min条件下,钴浸出率达94.31%;4因素对钴浸出率的影响程度为葡萄糖添加量>硫酸浓度>浸出温度>浸出时间。

黄钠铁矾法氧化去除废锂电池硫酸浸出液中的铁

废锂电池中含有的Co、Ni和Cu等金属具有回收价值,Fe的存在降低了有价金属的回收效率。为去除废锂电池硫酸浸出液中的Fe,采用黄钠铁矾法分别以氯酸钠和过氧化氢作为氧化剂氧化除Fe,并优化了过氧化氢作为氧化剂的除Fe工艺参数。实验结果表明:过氧化氢作为氧化剂的除Fe效果好于氯酸钠;在n(H2O2)∶n(Fe)=0.5、初始溶液pH为1.8、终点pH为2.5、反应时间为2.0 h、搅拌速率为500 r/min的最佳工艺条件下,初始ρ(Fe)为0.212g/L的硫酸浸出液经除Fe处理后ρ(Fe)小于0.004 g/L,Fe去除率达98.0%,Co、Ni和Cu的损失率分别为1.04%、2.17%和1.41%。

用P204从废锂电池酸浸液中萃取钴试验研究

研究了以P204为萃取剂从废锂电池酸浸液中萃取钴,考察了有机相皂化率、P204体积分数、相比(Vo/Va)、水相初始pH对萃取的影响及硫酸溶液反萃取钴的效果。结果表明:在有机相皂化率70%、有机相组成25%P204+5%TBP+70%磺化煤油、Vo/Va=2/1、水相初始pH=3.5条件下,Co^2+萃取率为97.91%;负载有机相用2 mol/L硫酸溶液反萃取20 min,Co^2+反萃取率达94.77%,获得较纯Co^2+溶液。

废锂电池配合-沉淀体系碱浸液中铝的回收

为分离回收废锂电池中的铝,在含铁及含铁锰的两种碱浸液中构建了金属(Me)-OH^--CO_3^(2-),Me-OH^--NH_3,Me-OH^--NH_3-CO_3^(2-)三种配合-沉淀体系,分析了三种体系在不同pH条件下的铝去除率和Al(OH)3沉淀中的铁及铁锰含量。实验结果表明:含铁碱浸液在pH为8.0～10.0的适宜条件下,Me-OH^--CO_3^(2-)、Me-OH^--NH_3和Me-OH^--NH_3-CO_3^(2-)体系的铝去除率分别高达99.4%、99.7%和99.6%,Al(OH)3沉淀中含少量铁,Me-OH^--NH_3-CO_3^(2-)体系生成的Al(OH)3沉淀比Me-OH^--NH_3体系的Al(OH)3沉淀更易分离;含铁锰碱浸液Me-OH^--CO_3^(2-)、Me-OH^--NH_3和Me-OH^--NH_3-CO_3^(2-)体系的铝去除率分别高达99.4%,99.7%和99.9%,Al(OH)3沉淀中几乎不含锰,含有少量铁。

废锂电池正极材料的分离富集技术研究

研究了从废锂电池正极材料中分离富集铝金属及钴酸锂粉末的有机溶剂溶解、高温分解及破碎筛分法等主要工艺,并探讨了它们的优缺点,为废锂电池回收处理企业选择合适的回收方法提供参考。

废锂电池酸浸液非萃取除杂研究

主要研究了废锂电池酸浸液杂质除杂原理,采取“两段酸浸—中和除Fe、Al—絮凝除F—深度除杂”非萃取除杂工艺。在除杂过程中,由于酸浸液含高浓度Ni、Co、Mn离子,中和剂的种类和浓度将影响Ni、Co、Mn的损失率。通过工艺控制及中和剂调试,选择10%CaCO_(3)作为除Fe、Al、F中和剂,Fe、Al、Cu、F含量可分别从0.20、9.76、0.58、1.66 g/L降至0.01、0.02、0.01、29.86 mg/L,达到三元前驱体溶液杂质标准要求。此时,Ni、Co、Mn的损失率分别仅为0.96%、0.04%、0.01%,均在接受范围之内。

废锂电池中钴锂浸出率影响因素的全因子实验

为了最大化浸出废锂电池中钴锂金属元素,固定浸出时间,采用全因子实验方法,以氨基磺酸浓度、过氧化氢质量分数、固液比、浸出温度为自变量,Co^(2+)和Li^(+)浸出率为因变量进行模型拟合,应用Minitab 17软件对工艺参数模型进行预测,并对最佳工艺参数进行验证。结果表明,主效应上,氨基磺酸浓度、过氧化氢质量分数、固液比、浸出温度对Co^(2+)和Li+浸出率有显著的影响;交互效应上,氨基磺酸浓度+固液比、过氧化氢质量分数+浸出温度对Co^(2+)浸出率有明显的影响,氨基磺酸浓度+浸出温度、过氧化氢质量分数+浸出温度、固液比+浸出温度对Li^(+)浸出率有一定影响,其余效应影响不显著。所得最佳工艺参数为:c(NH_(2)SO_(3)H)=1.44 mol·L^(-1),w(H_(2)O_(2))=10%,S/L=2.5 g·L^(-1),θ=55℃,t=70 min,在此浸出条件下,Co^(2+)和Li^(+)浸出率分别为95.31%和92.36%。

废锂电池湿法回收技术

常州今创博凡能源新材料有限公司与高校合作,建立了以江苏技术师范学院、江苏省贵金属深加工技术及其应用重点实验室为技术支撑的课题组,立项研究从废锂离子电池中回收有价金属,经过3年研发,解决了生产中操作复杂、流程长、有机溶剂对环境造成危害等不利因素,缩短了工艺流程,降低了耗电量,提高了金属回收率、纯度和回收量,形成＂每年8 000 t废锂电池金属全封闭清洁回收工艺及其应用＂成果。

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。

基于LCA的废锂电池典型回收再生工艺碳足迹分析和环境影响评价

在“双碳”目标下,废锂电池回收可通过资源循环利用实现减污降碳并缓解金属资源供应紧张,是国家重要的战略研究方向。目前国内主要采用湿法回收工艺进行废锂电池正极材料回收,但工艺流程长导致不同工艺环节的物碳足迹和三废产生尚不清晰。针对废锂电池回收再生NCM811三元前驱体典型湿法冶金工艺,从减污降碳的视角,对全流程各环节进行了生命周期综合评价分析。通过建立回收再生工艺中不同单元节点的投入产出模型,采用IPCC 2013 GWP100a方法计算回收再生1000 kg高镍三元前驱体产品的碳足迹为2.07×10^(4)kg CO_(2)eq,并使用Eco-indicator 99方法对各工艺单元进行环境影响评价,结果表明:预处理、前驱体合成、除杂节点碳足迹分别贡献42.99%、23.46%、21.66%,环境生态指数依次为582.88,380.94,394.06 Pt,明确了预处理、前驱体合成、除杂单元是应重点关注的减污降碳环节。

废磷酸铁锂电池回收制备磷酸锂

为探索废磷酸铁锂电池中锂的高效、短流程回收工艺,以磷酸-过氧化氢体系浸出废磷酸铁锂电池粉末获得的锂富集液为原料,分别采用P-204-磺化煤油溶液体系和氢氧化锂进行萃取和水解净化,考查了不同因素对杂质铜、铁、铝去除率的影响规律,确定了最佳除杂条件,并将净化后的锂富集液蒸发浓缩制得磷酸锂,对其进行了表征分析,结果表明:最佳净化除杂条件为溶液pH=6、反应温度20℃,在此条件下采用质量浓度为0.1 g/mL的氢氧化锂水解除杂30 min,杂质铝、铁、铜的去除率分别为100%、100%、82.61%,锂的损失率为53.54%,蒸发浓缩所得的磷酸锂粉体颗粒呈规整的片状结构,锂总回收率高于45%。该工艺流程简短,化学试剂用量少,成本低,实现了废磷酸铁锂电池的绿色高效回收。

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。

空气—双氧水联合氧化工艺选择性浸出废磷酸铁锂材料中的锂

采用空气—双氧水联合氧化工艺选择性浸出废磷酸铁锂材料(废磷酸铁锂电池正极材料粉末)中的锂,经沉锂后以碳酸锂的形式回收。实验结果表明,在液固比为4 mL/g、H_(2)SO_(4)与Li的摩尔比为0.5、搅拌转速为250 r/min、反应温度为50℃的条件下空气曝气300 min,再于相同反应温度和搅拌转速下滴加H_(2)O_(2)(H_(2)O_(2)与Li的摩尔比为0.29)反应120 min,锂、铁和磷的浸出率分别为93.47%、17.26%和19.83%。该工艺较单独双氧水氧化工艺可减少75%以上的双氧水用量,大幅降低了回收成本。溶解氧浓度对浸出体系中Fe^(3+)的存在方式有重要影响:在较高浓度(通空气)下以磷酸铁为主;在较低浓度(未通空气但接触空气)下以氢氧化铁为主。

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。

废旧锂电池回收及应用于锌空气电池的研究进展

锂离子电池(LIBs),目前广泛应用于便携式电子设备及电动汽车行业中。伴随着经济的高速发展,锂离子电池开始出现退役堆积现象,这导致废弃锂离子电池(SLIBs)成为世界上快速增长且数量最多的固体废物之一。废弃锂离子电池中含有较多的Li、Ni、Mn、Co和石墨等成分,为推动资源的可持续利用及对环境的保护,对废弃锂离子电池的绿色回收再利用迫在眉睫。对近年来废弃锂离子电池正极和负极材料的回收现状展开梳理,介绍了废弃锂离子电池正、负极材料的回收方法及优缺点,并详细探讨了由废弃锂离子电池正、负极材料所制备的用于锌空气电池(ZABs)正极催化剂的再构建策略。为废弃锂离子电池的可持续发展及再利用提供思路,为未来废弃锂离子电池回收领域与锌空气电池领域的结合做了展望,有助于未来更高效地回收废弃锂离子电池并拓展其在锌空气电池等领域的应用。

废旧锂电池回收处理研究

回收锂离子电池中的有价金属、减少其对环境的污染、缓解资源匮乏等,具有重要的社会意义和经济意义。介绍了废旧锂电池现状以及回收处理的必要性。对目前国内外锂离子电池的处理技术进行了综述,并分析了这些处理方法的优缺点。认为,今后废旧锂离子电池资源化技术研究将朝着有效降低成本、减少二次污染、增加回收物质种类和提高回收率的方向发展。同时,以低能耗、低污染为特点的新型生物冶金方法在回收工艺中的应用也将成为今后研究的重点。

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％。