廢舊鋰離子電池金屬回收的研究進展

權(quán)力和環(huán)境是人類在21世紀需要面對的兩大問題。近年來，鋰離子電池因其重量輕、體積小、自放電小、無召回效應(yīng)、工作溫度范圍寬、充放電快、使用壽命長、環(huán)保等優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。Whittingham首先使用li-tis系統(tǒng)制造了第一塊鋰電池，并于1990年商業(yè)化。從那時到現(xiàn)在已經(jīng)40多年了，取得了巨大的進步。據(jù)統(tǒng)計，2017年1 - 10月，我國累計生產(chǎn)鋰離子電池89.9億只，累計增長34.6%。國際上，鋰離子電池在航天動力領(lǐng)域的應(yīng)用已進入工程應(yīng)用階段。世界各地的一些公司和軍事部門對鋰離子電池在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用進行了研究和開發(fā)，如美國國家航空航天局、美國鷹picher電池公司、法國SAFT公司、日本JAXA公司等。

 

隨著鋰離子電池的廣泛使用，廢舊電池的數(shù)量也在不斷增加。預(yù)計到2020年左右，我國純電動(含插電式)乘用車和混合動力乘用車的動力電池累計報廢量將在12 - 17萬噸之間。鋰電池雖然被稱為“綠色電池”，不含汞、鉛等有害元素，但其正極數(shù)據(jù)和電解質(zhì)溶液會對環(huán)境造成很大的污染和浪費資源。因此，總結(jié)國內(nèi)外廢鋰電池回收工藝的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上總結(jié)廢鋰離子電池回收工藝的發(fā)展方向具有重要的現(xiàn)實意義。

 

鋰離子電池的主要組成部分

 

鋰離子電池的主要組成部分有外殼、電解液、正極數(shù)據(jù)、負極數(shù)據(jù)、粘接劑、銅箔和鋁箔。在此期間，Co、Li、Ni的質(zhì)量分數(shù)分別為5%~15%、2%~7%、0.5%~2%，以及Al、Cu、Fe等金屬元素。主成分值占比方面，正極和負極數(shù)據(jù)分別占33%和10%左右，電解液和隔膜分離占12%和30%左右。從廢鋰離子電池中回收的第一批金屬是Co和Li，它們主要組裝在陽極數(shù)據(jù)上的鈷-鋰膜上。特別是由于我國鈷資源相對短缺，鈷的開發(fā)和應(yīng)用比較困難。然而,鋰離子電池中鈷的質(zhì)量分數(shù)約占15%,這是850倍的鈷礦石有關(guān)。目前,與LiCoO2鋰離子電池正極數(shù)據(jù)被廣泛使用,含有鈷酸鋰,鋰方法,有機碳酸鹽碳數(shù)據(jù),銅、鋁和其他化學(xué)物質(zhì)