废锂离子动力电池三元正极材料回收研究进展

随着锂电行业的发展,废锂离子动力电池也逐渐增多,为保护环境、缓解金属资源需求紧张的局面,需对废锂离子动力电池中的有价元素进行回收。分别从正极材料分离、浸出、有价金属分离、合成前驱体等方面论述了废锂离子动力电池三元正极材料回收研究现状,并分析了废锂离子动力电池三元正极材料回收优缺点,展望了废锂离子动力电池三元正极材料回收的研究方向。     

废旧磷酸铁锂电池正极材料回收利用技术的研究进展

随着新能源汽车的迅猛发展,磷酸铁锂动力电池退役后将产生大量的废旧电池,若不及时处理将会污染环境和浪费金属资源。介绍了近几年来废旧磷酸铁锂电池正极材料回收利用技术进展,包括湿法回收有价金属、废旧磷酸铁锂修复再生和分解再合成磷酸铁锂等,并指出不同回收方法的优势与不足。最后展望了未来废旧磷酸铁锂电池回收技术的发展方向。     

废旧磷酸铁锂电池正极材料回收利用技术研究进展

综合考虑能源危机、环境问题、锂资源对锂电池行业发展的约束性，废旧锂电池回收是一项十分必要且有意义的工作。本文综述了废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收利用方法，包括化学沉淀法、选择性浸出法、机械化学法、电化学提锂法等有价元素提取技术，以及固相修复再生、水热修复再生、电化学修复再生等修复再生技术，并指出不同回收利用方法的优势与不足；针对现阶段废旧磷酸铁锂电池正极材料回收利用存在的问题提出展望，为后续开展废旧磷酸铁锂电池回收利用的相关研究及工业应用提供参考。     

浅谈镍钴锰三元前驱体合成工艺

随着车载锂离子动力电池对于能量密度要求的不断提高,镍钴锰三元正极材料不断向高镍含量、高电压、高压实密度和高安全性的方向发展。镍钴锰三元前驱体对三元正极材料的生产至关重要,三元前驱体的品质直接决定了三元正极材料的性能发挥。高性能镍钴锰三元前驱体是生产锂离子动力电池用三元正极材料的基础,制备高性能镍钴锰三元前驱体,合成工艺是关键。浅析了传统合成工艺与新型多釜连续合成工艺的优劣,并对合成的镍钴锰三元前驱体产品性能指标进行了对比。     

废锂电三元正极材料和铝镍钴废磁钢混合物酸浸技术研究

采用酸浸技术浸出废锂电三元正极材料和铝镍钴废磁钢混合物中的钴、镍、铜、锂和锰等有价元素,考察了两种废料质量比、反应温度、反应时间、硫酸浓度、液固比等对有价元素浸出率的影响。较优浸出工艺条件为:两废料质量比2.33∶1、硫酸浓度1.1mol/L、液固比6∶1、温度75℃、反应时间4h,在此条件下,钴、铜、镍、锂和锰浸出率均高于99.5%;在酸性条件下Fe~(3+)/Fe~(2+)构成氧化-还原闭路循环反应,促进了浸出反应的进行。该工艺资源利用率高、环境友好,可为综合回收废旧锂电池三元正极材料及铝镍钴废磁钢提供一条新的技术路线。     

废旧锂离子动力电池回收的研究现状

近年来,随着电动汽车和大规模储能市场的快速发展,作为目前占据最多市场份额的锂离子动力电池的产量也随之快速增长,产生的废旧锂离子动力电池的数量必将呈现出井喷式的上涨。废旧锂离子动力电池中含有大量的钴、锂、镍、锰、铜、铝等紧缺有色金属元素和六氟磷酸锂、聚偏氟乙烯等有毒有害物质,对其进行资源化回收和无害化处理具有重大意义。通过对近年来废旧锂离子动力电池回收处理技术进行总结,归纳出了废旧锂离子动力电池的主要处理过程一般包括预处理、二次处理以及深度处理3个步骤。其中,二次处理和深度处理步骤作为整个处理过程的核心环节,对整个电池的回收效果影响最大。此外,对3个处理步骤采用的方法及优缺点进行了详细介绍和比较。最后通过对目前主要的湿法和火法工艺进行比较,结合两者的优缺点,提出了湿法与火法联合处理废旧锂离子动力电池工艺,并展望了未来废旧锂离子动力电池回收技术的发展方向。     

基于规则破碎的废旧锂离子动力电池分选回收工艺研究

据预测,到2020年,我国锂离子动力电池的累计报废量将达到32.2万吨,废旧锂离子动力电池中含有高价值金属和有毒有害物质,对其进行回收再利用,不仅能够实现资源循环利用,还能减轻其对环境的污染,目前的处理方法以物理分选和冶金处理联合回收工艺为主。本文以市场应用前景广的废旧三元材料锂离子动力电池为研究对象,针对目前物理分选工艺中存在的破碎方式简单、物理分选方式单一、回收产品纯度和回收率低的问题,提出了以规则破碎为基础,筛分、重力分选、涡电流分选与热处理法相结合的分选工艺,实现了极芯中负极材料、隔膜、铜箔、铝箔和正极材料的有效回收。经浸泡、搅拌和筛分回收负极材料,重力分选回收隔膜,负极材料和隔膜的回收率分别为99.43%和99.84%;经涡电流分选后,正极片的回收率达到88.19%;正极片经热处理后正极材料的脱落率达到96.60%。感应耦合等离子体发射光谱仪(ICP)和X射线衍射(XRD)分析结果表明,规则破碎条件下,回收正极材料中只含有镍、钴、锰、锂,杂质元素,铜、铝的含量几乎为0,为下一步正极材料的冶金处理提供了良好的基础。     

焙烧水浸法从废旧三元正极材料中选择性提锂

针对废旧三元正极材料回收过程中工艺流程长、酸碱消耗高、锂直收率低、回收成本较高等问题,提出了助剂焙烧常温水浸联合新工艺,选择性提取废旧三元正极粉料中的锂,实现锂与其他金属(镍、钴、锰)的高效分离。新工艺以试剂A(无机酸)、试剂B(无机酸盐)为助剂,通过低温煅烧转化与常温水浸技术,提高废旧三元正极材料中锂的直收率,研究了煅烧温度、助剂与正极材料质量比、浸出液固比等条件对金属浸出率的影响。结果表明,在煅烧温度600℃、助剂A添加量为正极材料质量的50%、助剂B添加量为正极材料质量的5%、煅烧时间2h、水浸液固比3mL/g的条件下,Li浸出率达95%以上,浸出液中Li+浓度21g/L以上,其他金属(Ni、Co、Mn)含量均小于1mg/L。     

废旧动力电池回收关键技术探讨

随着新能源汽车的高速发展,大量动力电池使用后的回收技术成为了研究热点。本文分析了国内外废旧动力电池回收所采用的主要工艺,讨论了放电、破碎、分选、火法、湿法、负极材料处理及二次污染物处理过程中的关键点,提出了一种环保、经济的废旧动力电池回收工艺技术。     

新一代磷酸锰锂正极材料产业化项目验收

<正>中国科学院宁波材料技术与工程研究所承担的中科院科技服务网络计划(STS)"新一代磷酸锰锂正极材料产业化技术研发及其高能动力电池应用示范"项目验收。该项目在为期两年的实施中,研究团队针对电动汽车发展对先进动力电池的重大需求,开展了磷酸锰锂复合三元材料动力电池新体系及关键材料的系统性研究,突破了高性能磷酸锰锂正极材料规模化制备的关键技术,建成了年产300 t磷酸锰锂中试生产线,中试产品得到动力电池企业用户认可;研制出能量密度219 Wh/kg的10Ah磷酸锰锂-三元材料复合动力电     

以废旧锌锰电池为锰源制备锂离子电池正极材料LiMn_2O_4

采用湿法回收技术从废旧锌锰干电池中回收锰,并以此为锰源制备锂离子电池正极材料锰酸锂。用XRD、SEM对产物的结构和微观形貌进行表征,并对其电化学性能进行测试。结果表明,该工艺合成的产物为尖晶石型LiMn2O4,纯度高,粒径分布均匀,初始比容量可达119mAh/g,适合用作锂离子电池正极材料。     

退役磷酸铁锂电池回收技术综述

近年来，我国新能源汽车及储能领域快速发展，磷酸铁锂电池使用量井喷式上升。在未来会产生大量退役磷酸铁锂电池，对其进行回收不仅可以缓解国内锂资源紧缺的问题也能减少含氟电解液带来的环境污染。回顾了近年来国内外退役磷酸铁锂电池回收技术，包括电池预处理、磷酸铁锂正极废料修复、全浸出回收、选择性提锂及提锂尾渣的回收等，总结归纳了各技术最新的研究成果，从工艺的经济性、回收率、环境影响等方面，对各个工艺的优缺点进行分析，并展望了未来退役磷酸铁锂电池回收技术的发展方向。     

基于机械化学法的废旧动力锂离子电池阴极材料的回收

随着锂离子电池（LIBs）在便携式电子设备和电动汽车领域的广泛应用，未来势必会产生大量的废弃LIBs，如果处理不当，将会带来安全隐患；此外，电池的大量生产会消耗许多稀缺贵金属资源。由此可见，废弃的LIBs对环境保护和资源回收都造成了巨大压力。鉴于环境、资源、安全和回收问题，废旧LIBs的回收迫在眉睫。本文对LIBs阴极材料的回收路线进行了详细描述，列举了当前主要的阴极材料回收方法，包括湿法冶金、直接再生、火法冶金和机械化学法。其中机械化学法因具有安全清洁，反应效率高，能耗低等优点在众多的回收方法中脱颖而出，故重点综述了机械化学法回收废旧LiCoO（2 LCO）， LiNixCoyMnzO（2 LNCM）和LiFePO（4 LFP）等阴极材料的研究进展。本文为回收废旧LIBs阴极材料提供了安全有效的思路，有助于推动机械化学法回收阴极材料向工业化发展。     

废旧特斯拉电池LiNi0.815Co0.15Al0.035O2正极物料选择性焙烧转型提锂

在“碳达峰碳中和”战略目标下，新能源产业受到国家政策的大力扶持，我国锂电新能源产业迅猛发展，作为新能源汽车核心部件的锂离子电池的产量及报废量持续增加。废旧三元锂电池含大量的有价金属和危险废物，对其综合回收利用兼具经济和环境效益。传统火法工艺存在能耗高、锂损失率大、污染重等缺点，而常规湿法工艺亦存在流程长、净化工序复杂、锂综合回收率低、废水量大等问题。现阶段研究多以LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂（NCM) 三元正极材料为研究对象，而针对新型含铝特斯拉电池物料的回收鲜有报道，因此以典型的特斯拉三元正极材料LiNi_0.815Co_0.15Al_0.035O₂（NCA) 为原料，以碳和氢气为还原剂，采用“还原焙烧转型-选择性提锂”工艺对废旧锂电池中的锂进行选择性提取回收，并从还原焙烧及浸出方式、能耗和环保等方面进行对比。结果表明:采用碳还原焙烧选择性提锂工艺，在碳含量为15.0%、温度为700 ℃、焙烧时间为90 min的条件下，Li、Ni、Co、Al的提取率分别为97.84%、0.45%、0.36%、0.75%；采用氢还原焙烧选择性提锂工艺处理NCA物料，转型温度较低，在相同焙烧时间下，在焙烧温度500 ℃、氢气流速300 mL/min的条件下，Li提取率为95.97%，Al的提取率为8.65%，Ni、Co提取率均小于0.5%，同时产物中无CO、CO₂等污染气体产生。因此，氢还原焙烧具有较大的工业应用潜力。      

废旧锂离子电池正极材料有价资源回收方法

锂离子电池以其优异的性能得到了广泛的应用,但其废弃量也在逐年增加.如果不进行有效地处理,不仅给环境带来巨大的压力,而且也会造成资源的极大浪费.基于此,介绍了锂离子电池的主要构成及回收必要性,详细综述了目前废旧锂离子电池正极材料有价资源回收方法.最后提出当前废旧锂离子电池回收存在的问题,并对未来发展方向作了展望,从经济和环境保护两方面考虑废旧电池材料化工艺最有可能成为今后该领域研究的方向.      

非对称电容型动力电池正负极材料中回收金属

采取分段浸出对废弃非对称电容型动力电池进行循环回收再生处理,研究了分段浸出温度、分段反应时间、硫酸浓度、氧化剂用量和添加顺序等对浸出率的影响,并提出废旧电池循环利用流程:废旧电池材料—硫酸浸出—沉淀稀土—除钙、镁等杂质—调节浓度—沉淀制三元正极材料前驱体—制备三元正极材料—组装电池。在最佳浸出条件下,Ni、Co浸出率达到95%以上,稀土金属浸出率分别达99%。     

废铅酸电池主要回收工艺与发展现状

随着汽车和新能源储能的快速发展,推动了铅酸电池消费的持续增长。在当前双碳理念下,如何清洁低碳回收废铅酸电池对于回收铅产业的可持续健康发展至关重要。简要综述了国内外火法、湿法、干湿联用技术回收铅现状,介绍并分析了主流火法和湿法回收铅的技术特点及其存在问题。火法回收铅虽存在能耗较高和再生铅需要二次精炼提纯等问题,但仍是当前主流的工业化技术。湿法回收铅工艺已逐步发展成为湿法回收金属铅、氧化铅及干湿联用三种类型,具有铅回收率高和过程清洁等优点。如何减少湿法回收过程的化学原料消耗、强化回收过程的传质和反应速度成为今后亟待解决的关键问题。     

从废弃锂离子电池中回收有价金属的技术

大量废弃锂离子电池会对环境造成污染,而且也造成资源浪费.近年来,从锂离子废旧电池中回收有价资源的研究发展很快.干法和湿法技术比较成熟,但存在能耗高、二次污染、资源回收率不高等问题.未来的研究方向是寻找一种更为合理、有效、清洁的金属回收和资源利用途径,而生物浸出技术有望充当这一角色.