從磷酸鐵鋰電池中回收和制備環(huán)境功能材料方面取得了進(jìn)展

近年來(lái)，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、儲(chǔ)能、新能源電動(dòng)汽車(chē)等技術(shù)的快速發(fā)展，鋰離子電池的需求和產(chǎn)值也迅速增長(zhǎng)。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2010年至2017年，我國(guó)累計(jì)鋰離子電池?cái)?shù)量達(dá)到444.3億塊，其中磷酸鐵鋰電池占比從2015年的69%上升到更大的市場(chǎng)份額。隨著充放電循環(huán)次數(shù)的增加，鋰電池最終將被廢棄，成為巨大的城市礦山。據(jù)估計(jì)，到2020年，中國(guó)將有250億塊鋰電池被丟棄，大約50萬(wàn)噸。許多使用過(guò)的鋰電池不僅可以緩解鈷、鋰等戰(zhàn)略金屬的快速消耗，還會(huì)造成潛在的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。鋰電池中鋰、鎳、鈷等貴重金屬的回收利用受到廣泛關(guān)注。為了提高有價(jià)金屬的回收率和減少固體廢物管理的風(fēng)險(xiǎn)，人們開(kāi)發(fā)了各種各樣的技能。

 

針對(duì)大型磷酸亞鐵鋰電池的市場(chǎng)份額在中國(guó),環(huán)境功能材料研究機(jī)構(gòu)中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所開(kāi)發(fā)了一種方法羥基磷酸鐵的制備磷酸亞鐵鋰電池的陽(yáng)極片通過(guò)水熱處理恢復(fù)浪費(fèi)磷酸亞鐵鋰電池。磷酸鐵鋰電池完全放電后，含有磷酸鐵鋰的正極片可拆卸。180°C水處理5小時(shí)后，正極材料與鋁箔可以有效分離。通過(guò)XRD將水熱產(chǎn)物的主要低值組分轉(zhuǎn)化為磷酸鐵羥基(FPOH)。該功能材料可吸附水中的鉛重金屬離子，并能有效催化過(guò)氧化氫降解有機(jī)污染物，如染料亞甲藍(lán)。根據(jù)吸附后的吸附動(dòng)力學(xué)、等溫線(xiàn)和產(chǎn)物表征，F(xiàn)POH對(duì)鉛離子的最大吸附能力為43.203 mg/g，最終生成安全積累的產(chǎn)物羥基磷酸鉛。猝滅實(shí)驗(yàn)推測(cè)FPOH催化有機(jī)染料過(guò)氧化氫降解的機(jī)理是芬頓反應(yīng)生成的羥基自由基參與了降解反應(yīng)。本研究為我國(guó)鋰離子電池比例較高的磷酸鐵鋰電池廢料的回收提供了一種廢物處理方法。