废旧锂离子电池电极材料中钴的无氧焙烧回收

综合运用XRD、ICP及TOC表征破碎废旧锂离子电池筛分后得到的电极材料成分,并利用TGA、GC-MS对电极材料的碳热还原反应机理进行探究。在无氧焙烧条件下,废旧锂离子电池中的负极材料石墨与正极材料钴酸锂发生反应,得到产物钴与碳酸锂,经湿式磁选分离后,钴以单质形式富集在磁性固体中,钴回收率为95.12%。     

聚合物分散剂掺杂制备纳米Co3O4研究

以硝酸钴为原料 ,尿素为沉淀剂 ,聚乙二醇分散剂掺杂 ,采用均匀沉淀法制备纳米Co3O4 。高分子分散剂聚乙二醇 ( 10 0 0 )的加入在反应和煅烧中可减少纳米粒子的团聚。制备的条件为 :硝酸钴的浓度为 0 .5mol·L- 1 ,尿素与硝酸钴的摩尔比为 4∶1,聚乙二醇 ( 10 0 0 )的用量为5 0g·L- 1 ,反应时间 3～ 4h ,反应温度 10 0℃ ,煅烧温度 3 5 0℃。制备得到直径为 14nm ,长度为 0 .2 8μm的球链状纳米Co3O4 。     

锂电池正极材料钴酸锂的改性研究进展

概述了锂电池正极材料钴酸锂的结构及改性研究,通过对目前钴酸锂价格昂贵、有毒性、克容量只有理论值的一半等缺点进行分析,叙述了采用掺杂进一步改善钴酸锂性能的方法。     

废旧锂离子电池正极材料中钴铝同浸过程研究

通过基础热力学数据计算以及绘制反应体系的E-pH图,对废旧锂离子电池正极材料回收中钴铝同浸过程进行研究,考察了硫酸浓度、浸出时间、浸出温度、双氧水用量及液固比对钴、铝浸出率的影响。结果表明,在273K,-0.277相似文献   

In-Mg-Al共掺杂高电压钴酸锂正极材料的研究北大核心

钴酸锂正极材料(LiCoO_(2))具有较高的能量密度,是当今锂离子电池正极材料的主流。然而钴酸锂在高压条件下的不可逆相变与析氧会导致容量的快速衰减与安全隐患,严重制约了钴酸锂正极材料的实际应用。采用In-Mg-Al共掺杂方法,制备了高压钴酸锂正极材料,采用X射线衍射与扫描电镜研究其物相结构与表面形貌;采用电化学阻抗谱研究元素掺杂对正极表面固体电解质膜的影响。通过组装钴酸锂/金属锂扣式半电池与钴酸锂/石墨软包全电池评估其电化学性能。结果发现,In-Mg-Al共掺杂后,所组装的钴酸锂/金属锂扣式半电池在3~4.6 V区间的0.1 C放电克容量可达到217.6 mAh/g,在0.1~5C区间倍率性能均优于未经掺杂与经Mg-Al共掺杂的钴酸锂样品。所组装的钴酸锂/石墨软包全电池0.5 C循环500圈后容量保持率可达75.1%。     

Effects of La2O3/Li2O/TiO2- Coating on Electrochemical Performance of LiCoO2 Cathode

Conventional cathode material （LiCoO2） was modified by coating with a thin layer of La2O3/Li2O/TiO2 for improving its performance for lithium ion battery. The morphology and structure of the modified cathode material was characterized by SEM, XRD, and Auger electron spectroscopy. The performance of the cells with the modified cathode material was examined, including the cycling stability, the diffusion coefficient under different voltages, and the C-rate discharge. The results showed that the cell composed of the coated cathode material discharged at a large current density, and possesses a stable cycle performance in the range from 3.0 to 4.4 V. It was explained that the rate of Li ion diffusion increased in the cell while using La2O3/Li2O/TiO2-coated LiCoO2 as the cathode and the coating layer may act as a faster ion conductor （La2O3/Li2O/TiO2）.     

正极材料钴酸锂中钴含量的测定

用高氯酸溶解LiCoO2试样,用抗坏血酸为掩蔽剂,加入六次甲基四胺缓冲溶液,在pH=6．5的酸性条件下,用孔雀石绿和二甲酚橙作为指示剂,采用乙二胺四乙酸（EDTA）络合滴定容量法,使EDTA与Co^2＋形成稳定的络合物,测定锂离子蓄电池正极材料钴酸锂中的钴含量。讨论了酸溶剂、温度、共存离子等对测定结果的影响。结果表明该方法操作简单,终点容易判断。该方法的相对标准偏差小于0．1％,回收率在99．5％～100．5％之间。     

铜冶炼酸性废水浸出废旧三元锂离子电池正极材料中Co的动力学研究

采用铜冶炼酸性废水浸出废旧三元锂离子电池正极材料,考察了浸出温度、酸性废水中初始H₂SO₄浓度、搅拌速度对Co浸出率的影响。结果表明,当浸出时间150 min、浸出温度363 K、液固比12.5、还原剂淀粉用量10 g/L、酸性废水中初始H₂SO₄浓度1.5 mol/L时,正极材料中Co的浸出率可达99.12%。利用未反应收缩核模型分析了还原浸出过程中Co的动力学。结果表明,Co的浸出过程受内扩散和界面化学反应混合控制,表观活化能为23.657 kJ/mol,动力学方程为：■     

废旧钴酸锂材料选择性硫化过程转化行为研究

废旧LiCoO2电池资源化利用对缓解我国锂钴资源短缺具有重要意义。分析硫磺气体选择性硫化LiCoO2的热力学过程,探讨温度、硫磺量、总压力、添加剂等因素对LiCoO2硫化转化行为和物相转变规律。结果表明,在温度≤600 ℃条件下,调节气氛的氧分压P(O2)和硫磺分压P(S2)可调控Li-Co-S-O体系不同物相的稳定区域,实现LiCoO2选择性硫化和产物调控,且避免SO2等气体的产生。降低体系总压P可降低选择性硫化LiCoO2的反应温度,添加固体碳、铁和氧化铁等将显著影响硫化产物中锂和钴的存在形式。添加FeS2或SO2气体可代替S2气体的硫化作用,对硫化产物中锂和钴的稳定存在形式没有明显影响。气体选择性硫化LiCoO2试验结果验证了计算结果,LiCoO2硫化增重初期SO2利用率约为75%。     

废旧三元正极材料葡萄糖还原焙烧优先提锂工艺

以废弃三元锂离子电池正极材料(spent-NCM)为研究对象,葡萄糖(C₆H₁₂O₆)为焙烧剂,采用焙烧—水浸工艺实现锂的选择性优先浸出。结果表明,在600℃焙烧90 min、C₆H₁₂O₆与spent-NCM质量比25%、浸出液固比20 mL/g的条件下,spent-NCM中的有价金属元素转变为水溶性的Li₂CO₃和不溶性的Ni、Co和MnO,焙烧产物经水浸可选择性优先分离Li, Li的浸出率为95.62%。     

废弃锂离子电池富钴产物焙烧提纯研究

在800℃下对从废弃锂离子电池回收的-0.25mm富钴粉体进行焙烧提纯,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱仪(XRF)分析了-0.25mm富钴粉体焙烧前后的物相组成、颗粒形貌、元素组成变化;并通过硫酸双氧水浸出体系测试了焙烧对后续浸出的影响。结果表明,焙烧可有效去除富钴粉体中的有机物,实现钴的初步提纯,钴含量从29.57%提高至52.36%;焙烧过程中,有机物被全部去除,烧失量为36.14%。部分LiCoO_2转变为变为难浸出的Co_3O_4形式,焙烧条件需要进一步优化控制,减少Co_3O_4的产生。     

废旧锰酸锂电池正极粉中锰的浸出

废旧锰酸锂电池中含有大量的锰、锂等有价金属元素,具有非常高的经济回收价值。以硫酸作为浸出剂,研究了酸料比、还原剂种类、还原剂加入量、反应温度及反应时间对锰浸出率的影响。结果表明,在酸料比为2.5、浸出温度60℃、还原剂与原料比为1︰1,硫代硫酸钠为还原剂,反应时间1 h时,锰浸出率为94.01%;以过氧化氢为还原剂、反应0.5 h时,锰浸出率为99.91%。最终确定了硫代硫酸钠︰过氧化氢=8︰2作为联合还原剂,锰浸出率高达99.99%。     

废旧锂离子电池的综合利用试验研究

采用基于湿法冶金的综合回收新工艺,对废旧锂离子电池的资源化综合利用进行了详细的试验研究。试验结果表明,纸塑外包装、保护电路板及钢外壳分类后可直接出售,全流程有价金属回收率铝98％、铜96．53％、钴94．94％、锂86．98％,各产品质量达到相关国家或企业标准。     

预先除杂—多段焙烧强化废旧锂电材料选择性优先提锂

以废旧三元锂电混合电极材料为原料,通过预处理除杂和多段焙烧,实现高效选择性优先提锂。采用单因素试验确定了碳热还原的最优工艺条件：焙烧温度700℃、焙烧时间120 min。在最优热处理条件下,通过热解—水力搅拌—筛分—碱浸脱除有机质和铝箔,锂回收率从85.22%提高至92.70%;通过二段焙烧水浸,锂回收率可进一步提升至94.16%。     

联合工艺处理失效锂离子电池正极材料研究进展

伴随着便携式电子产品的快速更迭和新能源动力汽车行业的迅猛发展,大量的锂离子电池迎来报废退役,其回收迫在眉睫。焙烧—水浸联合工艺不仅改进了传统火法熔炼工艺存在的高能耗、锂难以有效分离等问题,又解决了湿法回收工艺过程试剂耗量大、废水处理等缺点,将是失效锂离子电池正极材料有效处理回收工艺发展的未来趋势及前进方向。综述了当前联合工艺处理失效锂离子电池正极材料的研究进展,主要分为还原焙烧、盐化焙烧两大类,盐化焙烧工艺极大降低了所需焙烧温度,根据添加剂的不同可细分为硫酸化焙烧、氯化焙烧、硝化焙烧。通过对比分析不同联合工艺的优势和不足,总结展望联合工艺未来的发展趋势及前景,为未来研发更加清洁高效的回收工艺提供参考。     

还原焙烧分步浸出工艺从废旧锂离子电池中回收有价金属

以废旧三元正极材料作为原料,提出了还原焙烧与氨基磺酸浸出相结合的工艺,提高锂的回收效率,同时实现组分的分步分离回收。在焙烧温度650℃、碳用量10%、还原焙烧时间90 min条件下,三元正极材料被还原为Li₂CO₃、NiO、MnO、Ni、Co的混合物,还原焙烧产物分步浸出,水浸回收锂,酸浸回收镍、钴、锰。采用氨基磺酸浸出水浸渣,最佳酸浸条件：氨基磺酸浓度0.75 mol/L、浸出温度60℃、固液比28 g/L、浸出时间40 min,此条件下镍、钴、锰的浸出率分别可以达到98.77%、98.71%、98.45%。     

废旧磷酸铁锂正极材料氯化焙烧回收锂

针对目前废旧磷酸铁锂处理工艺存在耗能高、污染大等问题,探索了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料氯化焙烧工艺。焙烧过程中,以NH₄Cl作为氯化剂,实现锂和部分金属物相转型,形成可溶性的氯化盐。探究NH₄Cl用量、焙烧温度、焙烧时间、气氛条件等对氯化过程的影响。试验结果表明,废旧磷酸铁锂正极材料经氯化焙烧转型,可实现Fe、Al在氧化性气氛中转化为Fe₂O₃、FeOCl和AlPO₄等难溶物,在水浸过程中原料中的不溶性杂质和难溶的Fe、Al化合物进入渣相,Li部分转化为可溶性物质,从而选择性浸出至溶液。本方案能够选择性从废旧磷酸铁锂电池中提取最有价值的金属锂,实现资源的回收、高效利用。