鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2258次 | 2019年12月23日
鋰離子電池的回收現(xiàn)狀如何?如何對(duì)鋰離子電池進(jìn)行回收利用?
摘要:廢舊鋰離子電池有價(jià)金屬高效回收技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)廢舊鋰離子電池有價(jià)金屬的回收技術(shù)現(xiàn)狀,介紹了有價(jià)金屬回收過(guò)程中預(yù)處理、正極材料處理等環(huán)節(jié)的研究方法,簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),最后,對(duì)有價(jià)金屬回收處理過(guò)程中,分離與提純工藝復(fù)雜、容易產(chǎn)生二次污染等技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了分析,指出了后續(xù)應(yīng)深入開(kāi)展回收工藝研究,探索高效回收處理工藝,將實(shí)驗(yàn)室研究成果工業(yè)化的發(fā)展趨勢(shì)。
1國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀
在實(shí)際應(yīng)用中,回收的核心技術(shù)主要分為火法和濕法兩大類(lèi)?;鸱ㄊ窃诟邷貤l件下加熱,根據(jù)不同金屬的物理性質(zhì)(熔點(diǎn)、蒸汽壓)從電池材料中提取或分離有色金屬的工藝過(guò)程。濕法是利用酸、堿或有機(jī)溶劑將電池中的有價(jià)值金屬成分浸出的回收工藝過(guò)程?;厥樟鞒讨写笾驴梢苑譃槿剑弘姵氐那疤幚?、活性物質(zhì)和集流體的分離、有價(jià)金屬的回收與再利用。
1.1廢舊鋰離子電池前期預(yù)處理
1.1.1放電
廢舊鋰離子電池里面有殘余電量。為了防止拆卸電池中發(fā)生意外,須在拆卸前對(duì)電池放電。處理方法有物理放電法和化學(xué)放電法。物理放電法主要是利用低溫強(qiáng)制放電,這種方法適用于小批量生產(chǎn)中,美國(guó)Umicore、Toxco公司利用液氮對(duì)電池進(jìn)行低溫預(yù)處理,在溫度為-198℃下安全破碎電池,但是該種方法對(duì)設(shè)備要求較高?;瘜W(xué)放電法,主要是利用電解方式來(lái)放電。
1.1.2拆解、破碎
在實(shí)驗(yàn)室中,因?yàn)殡姵伢w積小,多數(shù)采用手工方式拆解、分離電池。而在實(shí)際生產(chǎn)中,多采用機(jī)械破碎的方法拆解電池。機(jī)械破碎的一種方法是濕法。濕法是以各種酸堿性溶液為轉(zhuǎn)移媒介,將金屬離子從電極材料中轉(zhuǎn)移到浸出液中,再通過(guò)離子交換、沉淀、吸附等手段,將金屬離子以鹽、氧化物等形式從溶液中提取出來(lái)。濕法回收技術(shù)工藝比較復(fù)雜,但對(duì)有價(jià)金屬的回收率較高,是目前主要處理廢舊鎳氫電池和鋰離子電池的技術(shù)。王元蓀等[5-6]等嘗試采用稀堿水浸泡電池,再進(jìn)行粉碎處理。該法可以減少HF的產(chǎn)生量,但是不能有效回收含氟電解液,從而易造成二次污染。另一種方法是干法。干法主要包括機(jī)械分選法和高溫?zé)峤夥ǎɑ蚍Q(chēng)高溫冶金法)。
2廢舊鋰離子電池回收利用問(wèn)題
(1)廢舊鋰離子電池在拆解和破碎過(guò)程中,分離效果仍然不夠理想。因此安全、有效地拆分和破碎廢舊鋰離子電池是廢舊電池回收利用的前提條件。
(2)目前廢舊鋰離子電池有價(jià)金屬研究過(guò)程中,有價(jià)金屬回收工藝中主要以濕法為主。該法使用酸堿等化學(xué)物質(zhì),會(huì)產(chǎn)生有害的廢氣、廢液,對(duì)人和環(huán)境造成一定的危害,因此工藝過(guò)程中二次污染也是需要解決的重要問(wèn)題。
(3)在廢舊鋰離子電池有價(jià)金屬回收過(guò)程中,多是以研究正極材料中有價(jià)金屬回收為主。忽視了負(fù)極和電解液。尤其是電解液中多是由高濃度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、添加劑等原料組成的,這些物質(zhì)有毒且污染環(huán)境,因此當(dāng)前應(yīng)當(dāng)尋找這些材料的替代品,減少電解液對(duì)環(huán)境的危害。