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鋰離子電池的回收技術(shù)和回收工藝

來源:存能電氣  日期:2019-08-05 09:33  瀏覽量:

  鋰離子電池的回收技術(shù)和回收工藝。現(xiàn)階段我國廢舊鋰電池回收體系尚不健全,回收技術(shù)和商業(yè)模式還沒達(dá)到成熟的標(biāo)準(zhǔn)。鋰離子電池目前已深入到我們工作和生活的每一個角落,目前全國鋰離子電池總的消耗量在78億只左臺。鋰電池回收工作大量且緊迫。

鋰離子電池的回收.jpg

  鋰離子電池的回收技術(shù)

  鋰電池環(huán)保化、無害化處置符合可持續(xù)發(fā)展的要求。大量鋰離子電池進(jìn)入市場,廢舊鋰離子電池回收和再利用問題也成為行業(yè)重大挑戰(zhàn)。

  廢舊鋰離子電池的資源化技術(shù),是將廢舊鋰離子電池中有價值的成分,依據(jù)其各自的物理、化學(xué)性質(zhì),將其分離。一般而言,整個回收工藝分為4個部分:(1)預(yù)處理部分;(2)電極材料修復(fù);(3)有價金屬的浸出;(4)化學(xué)純化。

  在回收過程中,按照不同的提取工藝分類,可將鋰離子電池的回收技術(shù)分為3大類:

  1.干法回收技術(shù)

  干法回收主要包括機械分選法和高溫?zé)峤夥ǎɑ蚍Q高溫冶金法)。干法回收工藝流程較短,回收的針對性不強,是實現(xiàn)金屬分離回收的初步階段。主要是指不通過溶液等媒介,直接實現(xiàn)材料或有價金屬的回收方法,主要是通過物理分選法和高溫?zé)峤夥?,?a href="http://megopzb3.cn/" target="_blank" title="電池">電池破碎進(jìn)行粗篩分類,或高溫分解除去有機物以便于進(jìn)一步的元素回收。

  2.濕法回收技術(shù)

  濕法回收技術(shù)工藝比較復(fù)雜,但各有價金屬的回收率較高,是目前主要處理廢舊鎳氫電池和鋰離子電池的技術(shù)。濕法回收技術(shù)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。

  3.生物回收技術(shù)

  生物回收技術(shù)具有成本低、污染小、可重復(fù)利用的特點,是未來鋰離子電池回收技術(shù)發(fā)展的理想方向。生物回收技術(shù)主要是利用微生物浸出,將體系的有用組分轉(zhuǎn)化為可溶化合物并選擇性地溶解出來,得到含有效金屬的溶液,實現(xiàn)目標(biāo)組分與雜質(zhì)組分分離,最終回收鋰等有價金屬。目前,關(guān)于生物回收技術(shù)的研究剛剛起步,之后將逐步解決高效菌種的培養(yǎng)、周期長的問題以及對于浸出條件的控制問題。

  鋰電池回收技術(shù)手段

  1、梯次利用與原料回收

  退役動力鋰電池,走梯次利用道路的,是梯次利用之后再進(jìn)行材料回收;直接材料回收的是批量過小的,無歷史可查的,安全監(jiān)測不合格的等等。

  2、正極材料有價金屬提取方法

  當(dāng)前說的動力鋰電池回收,其實并沒有做到整個電池上各類材料的全面回收再利用。正極材料的種類主要包括:鈷酸鋰,錳酸鋰,三元鋰,磷酸鐵鋰等。

  3、濕法冶金

  濕法冶金是用合適的化學(xué)試劑選擇性溶解廢舊鋰離子電池中的正極材料,并分離浸出液中的金屬元素的一種方法。濕法冶金工藝比較適合回收化學(xué)組成相對單一的廢舊鋰電池,可以單獨使用,也可以聯(lián)合高溫冶金一起使用,對設(shè)備要求不高,處理成本較低,是一種很成熟的處理方法,適合中小規(guī)模廢舊鋰離子電池的回收。

  4、火法冶金

  火法冶金,又稱焚燒法或干法冶金,是通過高溫焚燒去除電極材料中的有機粘結(jié)劑,同時使其中的金屬及其化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng),以冷凝的形式回收低沸點的金屬及其化合物,對爐渣中的金屬采用篩分、熱解、磁選或化學(xué)方法等進(jìn)行回收。火法冶金對原料的組分要求不高,適合大規(guī)模處理較復(fù)雜的鋰電池。

  鋰離子電池的回收工藝

  從回收工藝的次序來看,第一步:預(yù)處理過程,其目的是初步分離回收舊鋰離子電池中的有價部分,高效選擇性地富集電極材料等高附加值部分,以便于后續(xù)回收過程順利進(jìn)行。預(yù)處理過程一般結(jié)合了破碎、研磨、篩選和物理分離法。

  第二步:材料分離。預(yù)處理階段富集得到了正極和負(fù)極的混合電極材料,為了從中分離回收Co、Li等有價金屬,需要對混合電極材料進(jìn)行選擇性提取。

  第三步:化學(xué)純化。其目的在于對浸出過程得到的溶液中的各種高附加值金屬進(jìn)行分離和提純并回收。浸出液中含有Ni、Co、Mn、Fe、Li、Al和Cu等多種元素,其中Ni、Co、Mn、Li為主要回收的金屬元素。通過調(diào)節(jié)pH將Al和Fe選擇性沉淀出后,再對浸出液中的Ni、Co、Mn和Li等元素進(jìn)行下一步的處理回收。

  我國鋰電池回收市場分析

  1、據(jù)推測,2016年我國動力電池的報廢量累計約為2萬--4萬噸,到2020年前后,我國僅純電動乘用車和混合動力乘用車的電池累計報廢量,將突破15萬噸,達(dá)到17萬噸左右的規(guī)模,可見廢鋰電池的回收再利用擁有廣闊的市場。

  2、建議與對策

  提高針對性、固定周期回收、政府主導(dǎo),廠商配合模式。

  以上就是鋰離子電池的回收技術(shù)和回收工藝介紹。廢棄鋰電池若不系統(tǒng)處理回收,會嚴(yán)重浪費資源污染環(huán)境,危害人體健康。如果廢鋰電池能得到充分回收,每年可回收鈷240噸,僅這一項就價值4000萬以上。

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