废锂离子电池三元正极材料的回收利用工艺.pdf
《废锂离子电池三元正极材料的回收利用工艺.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《废锂离子电池三元正极材料的回收利用工艺.pdf(2页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2023年第6期新 疆 有 色 金 属废锂离子电池三元正极材料的回收利用工艺王晨雪(新疆有色金属研究所,新疆乌鲁木齐 830026)摘要:本文从锂电池的结构组成、废锂离子电池危害及其回收价值、回收工艺等几方面,综述了国内对三元锂离子电池资源化回收利用工艺,为废旧三元锂离子电池的资源化技术发展提供参考。关键词:三元正极材料;浸出;分离;回收利用大量文献报道过报废动力电池三元正极材料的回收及资源化利用方法。正极材料有 LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiNixCoyMn1-x-yO2等,其 中LiNixCoyMn1-x-yO2三元复合体系(下文均简称 NCM),是近年来
2、正极材料的研究热门,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料的前驱体产品,镍钴锰可以根据实际需要调整配例,相对于钴酸锂电池三元材料电池安全性高,三元正极材料凭借其能量密度、循环性能等方面的优点,已成为目前最具发展前景的材料。三元正极材料中的有价金属离子种类丰富、含量高,从资源利用的角度看,我国每年Li、Ni、Co、Mn 资源严重短缺,过度依赖进口,而三元锂离子电池中以上元素的比例分别是:Li占 2%5%、Ni 占 5%10%、Co占5%20%、Mn 占7%10%,具有很高的回收价值,经放电、溶解等预处理之后的三元正极材料NCM,根据Ni、Co、Mn 配比不同,若采用合适工艺对其进行合理化回收利用,对环境改善
3、和经济发展都具有很大意义。1 浸出工艺目前主要的浸出工艺有酸浸、碱浸、氨浸以及生物浸出等。1.1 酸浸三元正极材料NCM中Ni、Co、Mn元素以碱性氧化物形式存在,易溶于酸。常用的酸浸剂有 HCl、H2SO4、HNO3、H3PO4等无机酸和柠檬酸、草酸、甲酸等有机酸,但由于NCM在碱性氧化物中都以高价态形式存在,故而在酸浸过程中,还需加入适量还原剂,将高价态元素还原成低价态,从而提高酸化浸出率。有些学者在此基础上加以超声和机械辅助浸出,能显著提升工艺效果。无机酸的价格低廉、浸出效果好,但酸浸后又会产生大量废酸液,还需采用特殊设备处理,反而又增加了一定成本和环保压力。1.2 碱浸由于直接将NCM
4、酸浸的方法是不加选择的浸出行为,会将所有金属元素溶解于一个体系中,而有效回收金属的难点之一,便是从复杂溶液中分离出不同的金属,无疑增加了后期金属分离成本。于是近年来,碱性浸出因在提取金属(Li、Ni、Co、Mn)和杂质金属(Al、Fe、Cu)之间“选择性浸出”的特性而受到广泛关注。1.3 氨浸氨浸主要是以NH3H2O、(NH4)2CO3、NH4HSO3为浸出剂对三元正极材料进行浸出,氨浸原理是有价金属Li、Ni、Co与氨络合能力较强,而回收价值低的金属 Mn、Fe 和 Al与氨的络合能力差不易浸出。同时氨可以回收再循环利用,该工艺在相对较低(或中等)温度下可以形成稳定的金属-氨络合物,采用最佳
5、配比可充分浸出Co,而Mn、Al几乎不浸出,Ni浸出率适中。通过氨化浸出选择性回收工艺可降低NCM浸出成本、提高浸出液的pH值,又减少了Mn和Al的分离步骤。氨浸时常用还原剂H2O2和Na2SO3。1.4 生物浸出生物浸出法是通过微生物的新陈代谢活动产生有机或无机酸,溶解有价金属离子。然而虽然生物浸出法无污染、对环境友好,但菌种难培养不易存活,对生长条件要求高,且生物浸出往往只有在极低矿浆密度下才能表现出良好的浸出效果,故而浸出过程很漫长、实验条件十分苛刻、微生物培养难度大等一系列原因让生物浸出法发展缓慢,还有待于突破以上瓶颈才有可能进入工业阶段。2 分离工艺将NCM浸出后,浸出液本质是混合多
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 锂离子电池 三元 正极 材料 回收 利用 工艺
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。