废旧动力磷酸铁锂电池资源化回收技术研究进展
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CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第12期·4026·化工进展废旧锂离子电池回收处理技术与资源化再生技术进展张笑笑1,王鸯鸯2,刘媛2,吴锋1,李丽1,陈人杰1(1北京理工大学材料学院,北京 100081;2中国环境保护产业协会,北京 100037)摘要: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。
关键词:废旧锂离子电池;废物处理;回收;浸取;再生中图分类号:TM 911 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2016)12–4026–07DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2016.12.041Recent progress in disposal and recycling of spent lithium-ion batteries ZHANG Xiaoxiao1,WANG Yangyang2,LIU Yuan2,WU Feng1,LI Li1,CHEN Renjie1(1School of Materials Science & Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China; 2ChinaAssociation of Environmental Protection Industry,Beijing 100037,China)Abstract:Currently,the fast-growing consumer electronics,electric vehicles and stationary energy storage,have spurred a surge demand for lithium-ion battery(LIB),which occupies the largest share of battery market. Accordingly,both the number and weight of spent LIBs have greatly increased. In view of their large quantities,and the environmental preservation and resources regeneration,the recycling of spent LIBs is highly desirable. In this review,we summarized the disposal and recycling processes developed in both laboratory industrial scales,especially for the research of re-synthesis of new electrode materials in the recycling process. The issues of existing recycling processes lie in the difficulties in separation and purification due to the complexity of the spent materials,secondary pollution problems and insufficient economic motivation. The research in the future should be focused on developing highly efficient,green and low-cost recycling processes.Key words:spent lithium-ion batteries;waste treatment;recovery;leaching;regeneration1990年Sony公司将锂离子电池成功实现了商业化,自此其被广泛应用于各类储能领域,包括便携式电子产品、电动车和大规模储能领域[1]。
浅谈废旧锂离子电池回收的研究进展发表时间:2018-09-12T16:05:42.013Z 来源:《基层建设》2018年第22期作者:郭鹰[导读] 摘要: 含有镍钴金属的废旧三元动力锂离子电池回收主要采用“放电→热解→破碎→分选→湿法冶金”工艺,得到高价值的镍钴产品。
深圳华保科技有限公司 518055摘要: 含有镍钴金属的废旧三元动力锂离子电池回收主要采用“放电→热解→破碎→分选→湿法冶金”工艺,得到高价值的镍钴产品。
为了缩短三元材料制备路径,对湿法冶金得到镍钴锰溶液直接共沉制备三元材料前驱体。
对于体积较大的废旧磷酸铁锂( Li Fe PO44) 动力锂离子电池,一方面,开发自动化的拆解分选工艺和设备是电池回收处理的难题; 另一方面,将报废电池中的正极材料再生为电池级的 Li FePO4和碳酸锂( Li2CO3) 电池材料是研究的焦点。
关键词: 动力电池; 三元电池; 磷酸铁锂( Li Fe PO4) ; 回收引言随着科技的发展,电子产品已经渗透到人们生活的每个角落。
由于锂离子电池与镉镍电池、氢镍电池相比,具有体积小、质量轻、工作电压高、体积和质量比能量高、无记忆效应、自放电小、工作温度范围宽、寿命长等优点已经主导了小型便携式电子产品市场,例如,便携式电话、摄像机、便携式笔记本等。
随着社会不断发展,气候、能源和环境问题的出现,锂离子电池也已广泛应用于电动汽车 (包括纯电动和插电混动)领域。
尽管锂离子电池中不含汞、铅等毒害较大的重金属元素,但锂离子电池作为废弃电器电子产品已被每个国家定为危险废品。
如果处理不当,它会对环境和人类健康造成系列伤害。
另外,由于锂离子电池正极材料多为过渡金属氧化物,如Li Fe PO4、Li Co O2、Li[NixCo1-2xMnx]O2等,其中含有贵重和稀缺金属比如钴、镍、锂等;还有锂离子电池极片集流体如铜、铝箔材料资源等。
因此,对废旧锂离子电池进行无害化处理及对其中的金属进行资源化回收再利用意义重大。
动力电池回收再利用的研究一、概述动力电池是电动汽车不可或缺的重要部件,其寿命一般在八年左右,此后建议进行更新换代。
但是,废旧动力电池的处理就成为了一个问题。
抛弃废旧动力电池会对环境产生污染,同时也浪费了宝贵的资源。
因此,在回收和再利用废旧动力电池方面做出努力非常必要。
二、动力电池回收的方法1.粉碎法粉碎法是一种较早采用的动力电池回收方法,顾名思义,就是将废旧电池进行机械处理,分解成元件和材料。
根据电池不同的材质,可以选择不同的粉碎手段,一些较为好回收的材质也有可能进行再利用。
2.直接回收法直接回收法一般是针对使用寿命较短的铅酸蓄电池和镉镍蓄电池而言。
通过对废旧动力电池电解制取镍、钴、锂等重要金属成分,实现回收,这种方法具有较高的回收率。
3.间接回收法间接回收法是通过利用废旧动力电池的能量进行转化,将动力电池的化学能转化为电能,再回收其中的金属材料。
这种方法在处理大规模动力电池时,能够提高回收效率和经济性。
三、动力电池回收再利用的技术状况在国际上,欧洲及日本等地已有完善的废旧动力电池回收体系。
相比之下,我国的动力电池回收利用体系还比较薄弱。
近年来,国内企业逐渐进行相关技术研究和产业化,但是从整体上看,我国的动力电池回收和再利用仍有较大提升空间。
四、动力电池回收再利用的未来随着电动汽车行业的快速发展,动力电池回收再利用也愈发重要。
未来,我国应进一步完善废旧动力电池回收利用技术,建立健全的回收体系,完善配套技术和设施,提高动力电池回收再利用的经济效益和社会效益。
同时,也应进一步鼓励企业研究废旧电池的高效和低成本的回收、再利用方式,使得动力电池回收利用等环保产业加速发展。
五、结论随着电动汽车的普及,废旧动力电池的回收再利用已经成为了环保产业发展中的重点问题。
应进一步加强环保产业的技术研究、产业化力度,提高我国动力电池回收再利用技术,达到保护环境和推动经济发展的双重目的。
磷酸铁锂回收技术水平和趋势概述说明以及解释1. 引言1.1 概述磷酸铁锂是一种常见的正极材料,被广泛应用于锂离子电池中。
随着电动汽车和可再生能源行业的迅速发展,磷酸铁锂电池的需求也在不断增长。
然而,磷酸铁锂回收技术的水平与趋势对于实现资源循环利用、减少环境污染以及降低成本具有重要意义。
1.2 文章结构本文旨在全面概述与解释磷酸铁锂回收技术水平和趋势。
首先,我们将在第2部分介绍当前的磷酸铁锂回收技术综述,并阐明其发展历程以及存在的挑战和限制因素。
紧接着,在第3部分中我们将探讨新兴回收技术的概述,并重点讨论可持续发展对回收技术的影响。
最后,在第4部分中我们将总结磷酸铁锂回收技术水平和趋势,并提出未来研究的建议和展望。
1.3 目的本文旨在通过对磷酸铁锂回收技术水平和趋势的全面概述,促进对该领域的研究与发展,为推动磷酸铁锂电池回收利用以及循环经济的实现提供指导。
通过深入了解当前回收技术的综述和发展历程,并针对潜在挑战和限制因素进行分析,我们将明确新兴回收技术的概述以及可持续发展对回收技术的影响。
最后,通过总结并归纳磷酸铁锂回收技术水平和趋势,并给出未来研究的建议和展望,我们将为进一步推动该领域的创新方向提供指导意见。
2. 磷酸铁锂回收技术水平:2.1 当前回收技术综述:磷酸铁锂是一种广泛应用于电动汽车和储能系统的重要电池材料。
随着市场需求的增长,废旧磷酸铁锂电池的回收变得日益重要。
目前已经发展出多种磷酸铁锂回收技术。
其中,物理分离技术是常用的回收方法之一,通过对电池进行物理破碎、分选和处理,可以将不同组分的材料有效地分离并回收。
化学法是另一种常见的回收技术,通过溶解或转化废旧电池中的材料来实现资源的再利用。
此外,还有热处理、湿法冶金等其他技术被应用于磷酸铁锂电池的回收过程。
2.2 回收技术的发展历程:随着环境保护意识提高和可持续发展要求加大,磷酸铁锂电池回收技术得到了快速发展。
早期阶段主要采用简单粗暴的物理处理方法,如机械破碎和物理分离等,虽然可以实现磷酸铁锂的回收,但对环境造成了严重污染。
2017年第36卷第9期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·3485·化 工 进展废旧锂离子电池中钴、锂的回收研究进展孟奇,张英杰,董鹏,梁风(昆明理工大学冶金与能源工程学院,锂离子电池及材料制备技术国家地方联合工程实验室,云南省先进电池材料重点实验室(筹),云南 昆明 650093)摘要:随着锂离子电池产业发展,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的资源化、无害化处理逐渐成为国内外的研究热点。
为实现废旧锂离子电池中钴、锂资源绿色高效回收,本文介绍了废旧锂离子电池中有价金属回收的研究现状,主要包括预处理、正极材料处理、浸出液回收等环节,着重评述了各环节中新方法及工艺,简要对比了各方法及工艺的优缺点。
现阶段研究主要集中于湿法浸出回收工艺,酸-还原剂为典型浸出模型,而动力学控制、离子转移路径等机理方面欠缺。
最后展望了今后废旧锂离子电池中钴、锂资源回收研究方向,下一步主要是朝着有机酸浸-沉淀获得优质产品方向发展,需着重强化浸出效率、提升沉淀指标、简化工艺条件,以利于产业化推广。
关键词:废旧锂离子电池;钴;锂;回收;再生中图分类号:TF11 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2017)09–3485–07 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2016-2390Recovery of Co and Li from spent lithium ion batteriesMENG Qi ,ZHANG Yingjie ,DONG Peng ,LIANG Feng(National and Local Joint Engineering Laboratory for Lithium-ion Batteries and Materials Preparation Technology ,Key Laboratory of Advanced Battery Materials of Yunnan Province ,Faculty of Metallurgical and Energy Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650093,Yunnan ,China )Abstract :With the development of lithium ion batteries industry ,some issues related to the spent lithiumion batteries (LIBs ) such as environment pollution and resource recovery have gradually been significant. How to efficiently recover and reuse valuable metals in spent LIBs in a harmless way has become one of the focused issues across the world. In order to obtain a green and efficient recovery of valuable metals such as cobalt and lithium ,the recovery processes of valuable metals in spent LIBs are introduced ,including pretreatment ,cathode material treatment and recovery of cobalt and lithium from leaching solution. New methods and technologies for each process are reviewed with emphasis as well as their advantages/disadvantages. Recently ,the hydrometallurgical leaching process with a typical model of acid- reductant was the main method for recovery of spent LIBs. However ,little work has been made on the leaching mechanism such as kinetic control and ions transfer path. The research prospects on the methods are also put forward. In order to promote the industrialization for recovery of spent LIBs ,the research of organic acid leaching and product precipitating should be paid more attention ,with the focus on enhancing leaching efficiency ,increasing precipitation index and simplifying process condition. Key words :spent lithium ions batteries ;cobalt ;lithium ;recovery ;regeneration@ 。
动力电池回收利用技术研究动力电池回收利用技术研究摘要:随着电动车市场的不断发展,动力电池的回收利用成为了亟待解决的问题。
本文通过综述相关文献,详细介绍了动力电池回收利用的重要性以及目前主要的回收利用技术,并对未来的发展方向进行了展望。
1. 引言近年来,气候变化和环境污染日益严重,世界各国纷纷加强了对清洁能源的研究和利用。
电动车因其零排放的特点,成为了替代传统燃油车的重要选择,而动力电池则是电动车的核心组成部分。
然而,随着动力电池的寿命逐渐结束,大量的废旧电池面临回收和处置的问题。
正确回收利用动力电池,不仅能够减少资源的浪费,还能够减少环境污染和人类健康的风险。
因此,动力电池的回收利用技术研究具有重要的实际意义。
2. 动力电池回收利用的重要性动力电池是电动车的核心能源装置,由于其复杂的制造工艺和成分,一旦废弃会对环境造成严重影响。
首先,动力电池中的金属材料如镍、钴、锰等属于稀有资源,通过回收可以有效节约资源。
其次,动力电池中的有毒物质如镍、铅、锰等,如果不正确处理,会对环境造成污染,甚至对人类健康产生危害。
因此,正确回收利用动力电池具有重要的经济和环境意义。
3. 动力电池回收利用技术目前,动力电池的回收利用技术主要包括物理分离法、冶金法、化学处理法等。
3.1 物理分离法物理分离法是通过物理手段将动力电池分离为不同的组件,进而对其进行回收利用。
主要包括破碎分离、振动筛分、磁选等技术。
例如,可以通过机械破碎将动力电池分解为正极、负极、电解液等,再通过重力分离或磁选将其分离出来。
然后对不同组件进行回收利用,如正极材料用于电池制造、负极材料用于涂覆材料等。
3.2 冶金法冶金法是通过冶金工艺对动力电池进行回收利用。
主要包括熔炼、粉碎、浸出等技术。
例如,可以将动力电池进行高温熔炼,使其分解为不同的金属材料,再通过粉碎、浸出等步骤将其提取出来。
然后对提取的金属材料进行精炼,以便用于其他领域的生产。
3.3 化学处理法化学处理法是通过化学反应将动力电池中的有害物质转化为无害物质,以实现其回收利用。
新能源汽车动力电池回收利用技术研究进展评述随着能源危机和环境污染问题的日益严重,新能源汽车日益受到重视,作为新能源汽车的核心部件之一,动力电池的回收利用技术也成为了关注的焦点之一。
本文将就新能源汽车动力电池回收利用技术的研究进展进行评述。
动力电池是新能源汽车的核心部件,其回收利用涉及电池的再生利用、资源再利用以及对环境的保护等多个方面。
目前,动力电池回收利用技术主要包括分解技术、材料回收技术、再利用技术等。
下面将对这些技术进行详细的评述。
首先是动力电池的分解技术。
动力电池的回收利用的第一步是对动力电池进行有效的分解。
目前,传统的动力电池分解技术主要是物理力学方法,即通过机械或者化学方法将电池分解成各个组成部分,这种方法效率低、成本高、对环境危害大。
因此,研究人员开始探索新的分解技术。
近年来,一些新型技术如超声波处理、等离子体处理等被应用于动力电池的分解,这些新技术能够更加有效地分解电池,减少环境污染。
其次是动力电池的材料回收技术。
动力电池的材料回收技术是指对电池中的有价值材料进行回收利用,比如钴、镍、锰等金属元素。
目前,常用的材料回收技术主要是物理回收技术和化学回收技术。
物理回收技术主要通过物理方法实现有价值材料的分离和回收,如浮选、磁选、重力分选等。
化学回收技术则是利用化学方法对废旧电池进行溶解和提取,然后将有价值材料进行分离和回收。
近年来,超临界流体技术被广泛应用于动力电池的材料回收,这种技术具有高效、环保的特点,能够实现对动力电池中有价值材料的高效回收利用。
再次是动力电池的再利用技术。
动力电池的再利用技术是指对电池进行二次利用,如用于储能系统、电动车辆、储能电网等。
传统的动力电池再利用技术主要是将废旧电池进行重新组合,形成大容量、高性能的储能系统。
近年来,随着技术的不断发展,一些新型再利用技术被提出,如动力电池的修复再利用技术、模块化设计等。
这些技术能够通过对电池进行修复或者重新设计,提高电池的使用寿命和性能,实现对废旧电池的再利用。