废旧锂离子电池高附加值金属回收技术研究进展

随着近年来新能源汽车行业的飞速发展,锂离子电池退役报废量也日益增加,其回收处理技术受到越来越多的研究者关注。本文回顾总结了近些年来废旧锂离子电池的回收工艺方法,包括湿法工艺、火法工艺、联合工艺以及修复再生工艺等,其中火法-湿法相结合的联合工艺简单、高效,具有良好的产业化前景。     

废旧三元动力锂离子电池正极材料回收的研究进展

锂离子电池以具有比容量高、自放电小、寿命长等优点可广泛应用于移动电子产品、新能源汽车、储能、军事等领域,其中,三元动力锂离子电池需求量与产量逐年增加,这势必带来废旧三元动力锂电池的爆发式产生.废旧三元动力锂离子电池含有丰富有价金属资源,同时会污染环境,为此,废旧三元动力锂离子电池的回收具有资源、经济和社会等多重效益.本文概述了废旧三元动力锂离子电池正极材料的回收研究现状,主要包括预处理、浸出、深处理等过程,并对比介绍了各过程中主要方法及其优缺点,现阶段的研究重点在于有价金属离子的分离和正极材料的再合成,最后,展望了废旧三元动力锂离子电池正极材料的回收应朝着工艺简单、低成本、绿色环保的方向发展.     

锂离子电池三元正极材料资源化利用研究进展

随着国家对环境保护的日益重视及碳达峰,碳中和战略目标的提出,交通领域作为第三大二氧化碳排放源,面临着严峻的挑战与压力。近年来,我国电动汽车的保有量迅速增加,与此同时,锂离子电池的报废量也快速增长,其中最具回收价值的是锂电池三元正极材料中的镍钴锰酸锂(NCM)。综述了废旧锂电池三元正极材料的预处理,NCM的火法回收、湿法回收以及再生技术等的最新进展,展望了废旧三元锂电池回收体系未来的研究方向,指出在设计过程中应充分考虑锂电池的后续回收问题,同时需完善针对锂电池回收的法律法规和标准体系。     

废旧锂离子电池回收制备钴酸锂的研究进展

介绍了废旧锂离子电池进行回收与资源化的意义、现状和研究进展,回顾了煅烧法、直接分离法、湿法冶金等回收工艺。系统地介绍了废旧锂离子电池回收制备可被再利用的锂钴氧正极材料技术,比较了各种方法在制备过程中的优缺点,并提出了废旧锂离子电池回收与资源化再生工艺存在的问题与发展方向。     

废旧锂离子电池回收处理技术与资源化再生技术进展

近年来,随着消费电子商品、电动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电池的产量也随之快速增长,随之产生的废旧锂离子电池的数量和重量呈现出了井喷式的上涨。从其巨大的数量、环境保护和资源再生的角度来看,废旧锂离子电池都具有很高的回收价值和潜力。本文主要从实验室研究和工业应用两个角度总结了目前主要的回收处理方法和流程,重点介绍了利用废旧锂离子电池电极材料重新再生和合成新的电极材料的研究进展。目前废旧锂离子电池回收处理存在的问题主要是：电极材料的复杂多样性导致分离提纯过程困难,回收过程易产生二次污染以及回收的经济激励不足。未来的发展趋势在于结合绿色环保和低成本经济,研究高效的回收处理工艺流程。     

废旧锂离子电池LiFePO4正极材料回收再生研究进展

LiFePO₄电池具有循环寿命长、安全性高、环境友好等优点,已成功应用于电子产品、电动汽车和智能电网等领域。结合LiFePO₄正极材料的结构特点,综述了近年来废旧LiFePO₄电极材料的预处理与回收进展,重点介绍了本课题组围绕废旧LiFePO₄正极材料回收再生方面开展的研究工作,分析了不同回收方法的特点,展望其未来发展方向。     

废旧锂离子电池回收处理的研究进展

随着新能源行业的飞速发展,锂离子电池的使用量迎来了爆发式增长。由于锂电池使用寿命一般在3～5年,因此对废旧锂离子电池进行回收处理势在必行。本文总结了近几年废旧锂离子电池回收处理的研究进展。     

废旧三元锂离子动力电池循环再生利用工艺概述

在能源危机与温室效应的环境大背景下,锂离子电池在动力电池以及储能领域大量应用。锂离子电池的使用周期只有3～5 a,之后电池就不能满足使用要求,需进行退役处理。而三元锂离子动力电池中的贵重金属含量远高于相应矿石原料中的含量,因此回收其中的贵重金属不仅能缓解资源问题,也能保护环境。综述了废旧三元锂离子动力电池的利用历程,主要包括梯次利用、湿法回收贵重金属以及再生工艺。湿法回收先以放电、破碎的形式进行预处理,然后用无机酸加还原剂浸出后通过化学沉淀和相似相溶原理进行除杂,再通过再生技术重新合成前驱体,最后经过烧结生成正极材料,并分析了现有应用技术的优缺点。未来的回收利用工艺应朝着绿色环保、低价友好的方向发展与研究。     

废旧锂离子电池正极材料钴酸锂的回收

随着人口不断增加，资源不断枯竭，人们对化学能源提出了更高的要求，即高质量、长寿命、低污染．而高科技、高附加值的锂离子二次电池是其中一大亮点，引起了许多大公司竞相加入到该产品的研究开发行列中．作为“绿色能源”的锂离子二次电池有一定的寿命，一般为3年左右．可以预测，锂离子二次电池将成为未来固体废物中不可忽视的部分．如何妥善处理它们，将是人们面临的一大问题．     

湿法冶金回收废旧锂电池正极材料的研究进展

全球电动汽车和智能手机市场的逐年扩大,直接促进了全球锂离子电池市场规模的增加,锂离子电池的回收与再利用具有重要的经济和社会价值。本文综述了废旧锂离子电池正极材料的主要回收方法,包括梯次利用法、火法冶金法、湿法冶金法和直接回收法,重点综述了湿法冶金法的工艺流程和重要步骤,介绍了机械处理与正极材料浸出、浸出液的回收利用、有价值金属产物的再生合成的研究进展,最后对湿法冶金综合回收废旧锂电池正极材料的未来发展进行了展望。     

高镍锂离子电池三元材料NCM电解质的应用

高镍三元正极材料成本低、比容量高,符合锂离子电池可持续发展的理念,被认为是下一代的主流正极材料。但是,高镍材料需搭配合适的电解质才能有效发挥其性能,而这一研究很少被关注。因此,总结并选择适配的电解质对于高镍锂离子电池来说格外重要。本文简述了锂离子电池电解质的一般组成及其产生的电解质类型,重点综述了有机液体电解质、固体电解质及离子液体基电解质在高镍三元材料电池中的应用,并通过电解质的量化计算进行了验证总结。分析表明,离子液体-有机溶剂混合电解质在高镍三元材料（NCM）电池中具备更好的循环效果,同时满足了电池安全稳定的要求,更适合作为高镍材料电池的电解质。最后,针对混合电解质各溶剂间的相互作用机理及Li⁺传输等分子动力学研究进行了展望。     

富镍锂离子电池三元材料NCM的研究进展

锂离子电池作为新能源电池符合时代要求,具有良好的应用前景。电池容量、倍率性能与循环性能是电池性能的重要评价指标,在选取高能量密度电极材料的同时要充分考虑电池结构稳定性及其安全性能,三元材料基于这种思路进行设计。目前,针对电池中锂离子导通率与结构不可逆坍塌问题,通过包覆涂层、离子掺杂等手段改善锂离子电池性能已经常态化,实际需求要求有更有效的改性方法。因此,本文综述了富镍锂离子电池三元材料LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂（NCM424）、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(NCM523)、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(NCM622)和LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(NCM811)的研究现状与发展导向,认为简单的单一材料改性已遇到瓶颈,改性方法复合、设计材料多元结构是提升电池性能的一大发展方向;从改性材料的合成和运行路径入手,研究分子水平上的作用机制,建立统一理论模型,通过计算模拟手段设计电极结构,实现锂离子电池突破性的发展。     

锂离子电池正极材料技术研究进展

对锂离子电池正极材料的研究进展进行了概括和评述。对钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂等已商品化材料的技术特点进行了分析。指出已商品化材料的技术改进方向。对新型材料5 V高电压尖晶石锰酸锂、富锂层状氧化物材料{xLi2MnO3·（1-x）Li［Mn1/3Ni1/3Co1/3］O2}的发展前景进行了展望。     

锂离子电池高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的性能研究

富镍正极材料(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)具有高容量的优点,是锂离子电池正极材料最有潜力的材料之一。为确定最佳合成条件,本工作研究了合成温度对材料性能的影响,并详细分析了材料电化学性能衰减的原因以及循环过程中材料结构的变化。采用热重/差示扫描量热法(TG/DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(HRTEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对合成的正极材料进行了物化表征,并对其电化学性能进行测试。结果表明,在低温段500℃保温4 h,高温段750℃保温14 h合成的正极材料NCM750在0.2 C首次放电比容量为186.2 mAh/g,首次充放电效率为82.5%,1 C放电比容量为185.1 mAh/g,100次循环后仍有175.2 mAh/g,容量保持率为95.2%。在此条件下合成的材料具有结构稳定,粒径均匀,电化学性能优异等优点,本工作对富镍正极材料的合成及结构变化进行研究,有助于加深对材料的了解。     

废旧锂离子电池制备锂离子筛及其应用研究进展

锂离子电池报废量爆发式增长,预计到2023年,废旧锂离子电池回收利用将是一个超过300亿元产值的新兴市场,其中,锂资源占可回收金属价值的一半。为探索锂资源高效回收技术,基于现阶段研究热点,讨论了以废旧锰酸锂电池正极材料、废旧三元锂电池正极材料、废旧锰系锂离子电池负极材料为原料制备锂离子筛的方法;探讨了废旧锂离子电池中各类杂质成分对锂离子筛性能的影响;阐述了锰系锂离子筛技术在废旧锂离子电池的锂回收、盐湖卤水提锂和化工制药废水提锂等领域的应用。通过分析得出,锂离子筛的应用能够增加锂盐回收率与回收纯度,降低技术成本,应用前景广阔。     

退役锂离子电池中有价金属回收研究进展

锂离子电池被广泛应用于电子产品、电动汽车和大规模储能材料等多个领域。随着电动车市场的快速发展,其使用量还将显著增加,随之产生数量极大的退役锂离子电池。退役锂离子电池的回收利用可以避免环境污染和资源浪费,尤其对实现锂资源供需平衡具有重要意义。综述了退役锂离子电池中有价金属元素回收技术研究现状,探讨了该领域未来发展方向。电池安全高效拆解技术与装备、有价元素整体化回收技术、电极材料再制备工艺以及避免二次污染环境是未来退役锂离子电池循环利用领域值得关注的重点。     

热力学研究在锂离子电池回收中的应用

废旧锂离子电池的回收是近年来资源回收研究领域的热点,但相关回收体系的理论基础研究仍然较为薄弱。其中在热力学研究方面,研究者们大多仍以经典冶金物理化学理论为指导,并借助E-pH图、优势区域图等方法开展研究。本文对该领域已有的较为典型的热力学研究进行综述,详细阐述了热力学研究对废旧锂离子电池常规回收工艺的指导作用以及对三元正极废料选择性提锂、磷酸铁锂正极废料选择性提锂和失效电池材料再生修复等新技术开发的启发性作用。同时,基于对现有锂离子电池回收体系热力学研究的总结和评述,指出了未来锂离子电池回收体系热力学研究亟待解决的关键问题和发展方向。     

废旧磷酸铁锂电池正极材料固相法再生研究进展

新能源汽车的发展带动了锂离子动力电池产销量的增长,其中磷酸铁锂电池（LFPBs）占有较大的市场份额。由于锂离子电池寿命有限,废旧LFPBs数量逐年增加,其含有丰富的金属资源,也存在环境危害,因此开展废旧LFPBs回收研究具有经济效益和环境效益。固相法再生是废旧LFPBs回收的主流方案,为此综述了废旧LFPBs固相法再生的方法,包括无氧化预处理再生和氧化预处理再生,并对比了各种方法的优缺点。无氧化预处理再生法可制备具有良好晶型的正极材料;氧化预处理再生法可控制再生正极材料的含碳量,有助于进一步提升LFPBs的电化学性能。