废旧锂离子电池负极梯级提锂

废旧锂离子电池保持容量的不同直接影响其回收价值,使用电池循环测试系统,按保持容量不同对废旧锂离子电池进行分类。在30℃条件下,用硫酸配合超声预处理方式,对分类后的负极材料进行浸出回收实验,并利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、电感耦合等离子光谱仪(ICP)和激光粒度分析仪对不同锂离子电池负极材料及浸出实验进行表征。结果显示,约有28%的废旧锂离子电池保持容量超过75%,电池循环性能良好且负极材料Li含量相对较低,适于电芯整体再利用;保持容量降低,电池循环性能衰减而负极Li含量逐渐升高;保持容量在25%~50%范围,电池循环性能迅速衰减而负极Li含量达到峰值,适于负极Li提取。保持容量较高时,负极Li元素多以水溶性化合物的形式存在于表面SEI膜(固体电解质界面膜)中,可由常温水浸出达到84.52%回收率。随保持容量的降低,Li更多以LiF等非水溶性化合物的形式存在,且有更多的Li进入石墨内部,水浸或直接酸浸出的回收效果不佳,经超声预处理后由硫酸浸出可达98%回收率。