退役锂电池正极材料资源化回收技术研究进展

新能源汽车产业快速发展带动锂离子电池消费不断增加，直接导致用于生产电池材料的钴、锂、镍等能源金属严重短缺。未来退役锂离子电池产量将呈指数增加，其资源化回收受到广泛关注。资源化回收不仅可以缓解电池材料紧缺现状，还解决了废旧电池堆积而引起的危害。本文针对退役锂离子电池放电预处理和湿法、火法两种资源化回收工艺最新研究现状进行了综述，并就未来发展趋势进行了讨论。在现有火法回收工艺基础上提出一种利用高温熔融冶炼渣处理废旧锂离子电池回收有价金属的新方法，通过添加适宜的氯化剂将渣中锂转化为高温易挥发的LiCl，实现从烟尘中富集并高效回收锂的新思路，解决了传统火法工艺需从渣中对锂进行二次提取的技术缺陷。     

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。     

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。     

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。     

退役锂离子电池湿法冶金回收技术研究进展

近年来,随着锂离子电池的广泛应用,产生了大批量退役锂离子电池.退役锂离子电池含有有毒物质和贵重金属,若不进行有效处理会造成环境污染和资源浪费,因此研究退役锂离子电池的回收工艺具有重要的意义.综述了退役锂离子电池湿法冶金回收技术的研究进展,包括退役锂离子电池的预处理、浸出、萃取分离和再生等方法,并对锂离子电池回收工艺的发...     

机械化学法回收废旧锂离子电池正极材料中有价金属的研究进展

随着锂离子电池(LIBs)大规模退役,废旧电池对环境的二次危害已成为一个亟待解决的问题,且其中的有价金属回收受到了广泛关注和研究。针对LIBs回收工艺的最新进展进行了综述,分析总结了火法冶金、湿法冶金等回收工艺存在的问题。重点对机械化学法(MC)回收正极材料中有价金属的现状进行全面分析和梳理,包括机械化学技术回收磷酸铁锂(LFP)、钴酸锂(LCO)、镍钴锰三元锂(NCM)、锂锰氧化物(LMO)等正极材料方面的研究,为LIBs回收工艺进展提供了参考。     

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.     

废旧三元锂离子电池回收技术研究新进展

随着锂离子电池产业的发展,退役三元锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题日益严重。数量庞大的废旧三元锂电池材料蕴含丰富的锂、镍、钴等有价元素,潜在资源量巨大,回收经济价值高,系统地开展废旧三元锂电池材料的回收及再生技术,将有助于防治废旧电池污染、缓解镍钴锂资源短缺压力,促进我国锂电池产业的良性发展。本文介绍了废旧三元锂离子电池中正极、负极材料、电解液回收的研究现状,主要包括正极材料的预处理、酸浸、碱浸出与材料再生、石墨和铜箔回收、电解液回收,着重介绍现阶段材料的制备方法和工艺,简要比较了各种工艺路线的优缺点,探讨了当前废旧三元锂离子电池回收存在的关键共性问题,并提出绿色环保、短流程、低成本、自动化的废旧三元锂离子电池回收利用发展思路。     

废旧锂离子电池中有价金属的回收研究进展

随着锂离子电池在电动能源及储能领域的大量使用,废旧锂离子电池所带来的环境及资源问题日益突出。废旧锂离子电池中有价金属绿色高效的回收,在资源综合利用、节能环保及可持续发展等方面具有重大的现实意义,并逐渐成为世界各国的研究热点。综述了近年来国内外废旧锂离子电池中有价金属的回收现状,主要流程包括预处理、电极材料的溶解浸出及浸出液中有价金属的分离回收等环节,分析比较了各种回收途径的优缺点,并在此基础上对废旧锂离子电池回收工艺的发展趋势及应用前景做出了分析展望。     

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。     

第一性原理在锂离子电池电极材料中的应用研究

在锂离子电池电极材料研究中，第一性原理计算能在理论上协助解释实验结果，为材料的合成和性能改进提供理论依据。目前第一性原理计算在锂离子电池电极材料中的应用主要集中在正极材料磷酸铁锂和层状氧化物LiMO₂(M=Ni, Co, Mn, Al等)材料中，对热门三元材料，特别是三元材料改性前后界面结构变化的研究较少。围绕密度泛函理论，综述了其在电极材料工作电压、电子传导性和离子扩散性、结构稳定性、储锂容量的计算以及热力学性能预测及解释等方面的应用，对较为集中的研究方向的进展进行阐述和总结，为用第一性原理进一步研究LiNi _x Co _y Mn_{1- x - y} O₂复合材料提供借鉴。     

Highly selective metal recovery from spent lithium-ion batteries through stoichiometric hydrogen ion replacement

Spent lithium-ion battery recycling has attracted significant attention because of its importance in regard to the environment and resource importance. Traditional hydrometallurgical methods usually leach all valuable metals and subsequently extract target meals to prepare corresponding materials. However, Li recovery in these processes requires lengthy operational procedures, and the recovery efficiency is low. In this research, we demonstrate a method to selectively recover lithium before the leaching of other elements by introducing a hydrothermal treatment. Approximately 90% of Li is leached from high-Ni layered oxide cathode powders, while consuming a nearly stoichiometric amount of hydrogen ions. With this selective recovery of Li, the transition metals remain as solid residue hydroxides or oxides. Furthermore, the extraction of Li is found to be highly dependent on the content of transition metals in the cathode materials. A high leaching selectivity of Li (>98%) and nearly 95% leaching efficiency of Li can be reached with LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂. In this case, both the energy and material consumption during the proposed Li recovery is significantly decreased compared to traditional methods; furthermore, the proposed method makes full use of H⁺ to leach Li⁺. This research is expected to provide new understanding for selectively recovering metal from secondary resources.     

废旧混合锂电池正极材料还原酸浸行为研究

针对废旧混合锂电池正极材料中有价金属元素镍钴锰的高效分离浸出,设计开发了2种不同混合废料体系：LiCoO₂与Li （Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3） O₂、LiMn₂O₄与Li （Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3） O₂,研究了还原剂用量、硫酸初始浓度、浸出温度、液固比对浸出过程的影响。LiCoO₂与Li （Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3） O₂混合废料较适宜浸出参数为：浸出温度80℃、反应时间90 min、H₂SO₄浓度2.3 mol·L^-1,液固比R=8 mL·g^-1、还原剂Na₂SO₃用量=1.2倍理论量;LiMn₂O₄与Li （Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3） O₂组成的混合废料的较适宜浸出实验参数为：浸出温度60℃、反应时间90 min、H₂SO₄浓度2.3 mol·L^-1,R=8 mL·g^-1、还原剂Na₂SO₃用量=1.2倍理论量。得到的浸出规律为混合锂离子电池正极废料回收工艺的广泛适应性提供了参考思路。     

无机超细粉体改性锂离子电池隔膜的研究进展

综述了近年来无机超细粉体改性锂离子电池隔膜的研究进展,首先介绍了已在锂电隔膜改性上商业应用的Al₂O₃和AlOOH对传统聚烯烃膜和新型静电纺丝膜的改性方法和改性效果,随后又对常规无机材料TiO₂和SiO₂粉体对锂电隔膜的改性进行了叙述,最后对BN等非常规隔膜改性无机材料进行了简介;总结和讨论了无机材料改性后隔膜的组分、结构和性能对锂离子电池综合性能的影响,并对其无机材料改性锂电池隔膜的未来发展趋势进行了展望。     

废旧锂电池中有价金属回收及三元正极材料的再制备

探讨了磷酸体系下不同因素对废旧锂电池正极材料中有价金属浸出效率的影响，结果表明：在浸出时间60min，反应温度60℃，磷酸浓度2mol/L，液固比20mL/g，还原剂(H₂O₂)体积分数为4%时，可得最佳浸出效果，Co、Li、Mn、Ni浸出效率分别可达96.3%、100%、98.8%和99.5%；浸出液添加相应比例金属离子，采用草酸共沉淀法制备前体材料(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)C₂O₄，并得到相应再生磷酸溶液。再生磷酸进行循环浸出实验，实验研究结果表明：循环浸出5次之后Li的浸出率仍可保持在90.1%，而Co、Mn和Ni的浸出率在75.0%以上。前体添加锂源Li₂CO₃煅烧合成Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂材料，考察了不同温度对Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂材料合成的影响，结果显示，当合成温度为800℃时，得到的材料性能最优良，初次放电容量可达136.4mA·h/g。在0.2C下经过50圈循环后容量保持率为97.2%。     

核桃壳低温还原辅助废NCM正极金属浸出的研究

针对废旧三元锂离子电池中有价金属进行高效回收的瓶颈问题,本研究提出以生物质为还原剂的低温碳热还原强化正极材料中有价金属浸出的方法,探讨了核桃壳作为还原剂的低温碳热还原预处理对废旧NCM523正极金属浸出回收效率的影响。结果表明,在450~500℃的较低温区,混合物较核桃壳或废旧NCM523存在明显的相变峰,还原产物中的Li₂CO₃经水洗后即可高效回收;再经柠檬酸酸洗后,Ni、Co和Mn分别有45.53%、47.49%和90.08%进入到酸洗液中而实现浸提回收。     

LiCoO2材料的电化学制备及回收研究进展

LiCoO₂电池自商业化以来,在人们的生产和生活中发挥重要作用。电化学法具有简单、高效、环保等特点,被广泛应用于LiCoO₂材料的制备和回收。综述了电化学法制备和回收LiCoO₂材料的研究现状,重点阐述了电化学制备LiCoO₂材料的方法、原理及产物的电化学性能等,以期为电化学方法在制备和回收LiCoO₂材料领域的发展提供基础。     

一步法回收和再生废旧钴酸锂电池中的钴酸锂

采用酸浸法和溶胶-凝胶法耦合的一步法技术路线回收和再生LiCoO₂，简化了流程。先使用柠檬酸浸出正极材料中的Co和Li元素，然后采用溶胶-凝胶法从浸出液中直接再生LiCoO₂，柠檬酸在过程中起到了浸出剂和螯合剂的双重作用，简化了回收和再生流程。摸索了柠檬酸浓度、固液比、浸出温度、H₂O₂体积浓度和浸出时间对Co和Li浸出效率的影响规律，探究了煅烧温度对再生钴酸锂结构组成、颗粒形貌以及电化学性能的影响规律。结果表明，最佳浸出条件为：柠檬酸浓度为1.5mol/L，固液比为20g/L，浸出温度为80℃，H₂O₂体积分数为2%，浸出时间为60min。在此条件下，Co和Li的浸出率分别达到93.7%、98.2%。通过电化学分析表明，在700℃下煅烧得到的再生LiCoO₂电化学性能最佳，在1C下经50次循环后可逆放电比容量为118.7mA·h/g，容量保持率为93%。