廣東一哥再生資源科技有限公司
我國(guó)于 2010 年發(fā)端實(shí)行新動(dòng)力公共汽車,2014年展示暴發(fā)式延長(zhǎng), 2017 年出賣量約 77 萬輛。 公共交通、大型巴士車等客車以鹽酸鐵鋰干電池為主,壽命約為 8年。新動(dòng)力公共汽車的連接延長(zhǎng),將來幾年必將展示暴發(fā)式的能源干電池復(fù)員潮, 洪量減少的干電池若得不到精確處置,會(huì)帶來重要的情況傳染及動(dòng)力濫用,怎樣處置廢舊干電池是人們關(guān)懷的宏大題目。
據(jù)華夏鋰能源干電池財(cái)產(chǎn)同盟的統(tǒng)計(jì),2016 年寰球能源干電池需要量 41.6 GW·h,其 中 LFP、NCA、NCM 和 LMO 第四次全國(guó)代表大會(huì)重要典型的能源鋰離子干電池的需要量辨別為 23.9 GW·h、5.5 GW·h、10.5 GW·h和 1.7 GW·h,LiFePO4 干電池吞噬了 57.4%的商場(chǎng),NCA 和 NCM 兩大三元資料體制能源干電池核計(jì)需要量占總需要量的 38.5%。因?yàn)槿Y料的高能量密度以及國(guó)度的策略扶助,2017 年三元體制能源干電池占比飛騰為 45%, 鹽酸鐵鋰干電池占能源干電池的49%。暫時(shí),純電動(dòng)客車十足為鹽酸鐵鋰干電池,且早期行行業(yè)內(nèi)部鹽酸鐵鋰能源干電池為最合流的配系干電池體制,所以,鹽酸鐵鋰干電池的復(fù)員暴發(fā)期將開始到來。LiFePO4 廢舊干電池的接收再運(yùn)用不只能貶低因?yàn)楹榱繌U除物帶來的情況壓力, 同聲將帶來可觀的財(cái)經(jīng)效率,利于于所有行業(yè)的可連接興盛。正文將引見國(guó)度暫時(shí)對(duì)于廢舊干電池接收的關(guān)系策略、 廢舊LiFePO4 干電池的重要有價(jià)因素等上面。 在此普通上,精細(xì)引見廢舊 LiFePO4 資料的多種接收、再運(yùn)用本領(lǐng), 電解質(zhì)溶液及負(fù)極資料的接收處置本領(lǐng), 為L(zhǎng)iFePO4干電池的范圍化接收供給參考。
1 廢舊干電池接收關(guān)系策略
跟著我國(guó)鋰離子干電池行業(yè)的興盛, 廢舊干電池的靈驗(yàn)接收及處置是本行業(yè)安康、 可連接興盛的要害題目。國(guó)務(wù)院照發(fā)的《節(jié)約能源與新動(dòng)力公共汽車財(cái)產(chǎn)興盛籌備(2012—2020 年) 》的報(bào)告中精確提到,鞏固能源干電池梯級(jí)運(yùn)用和接收處置, 擬訂能源干電池接收運(yùn)用處置方法, 啟發(fā)能源干電池消費(fèi)企業(yè)鞏固對(duì)廢舊干電池的接收運(yùn)用。跟著能源干電池接收題目日益超過,連年來國(guó)度及場(chǎng)合均頒布了關(guān)系的策略,典型及敦促接收行業(yè)興盛。 國(guó)度近三年來在干電池接收上面的重要策略如表 1 所示。
2 廢舊 LiFePO4 干電池接收重要因素
鋰離子干電池構(gòu)造普遍囊括陽極、 負(fù)極、 電解質(zhì)溶液、隔閡、殼體、蓋板等,個(gè)中陽極資料是鋰干電池的中心,陽極資料占干電池本錢的 30%之上。表 2 是廣東省某干電池公司消費(fèi)一批次 5A·h 卷繞式 LiFePO4 干電池的用料情景 (表中的碳納米管分別液的固含量為1%) 。由表 2 可知,陽極鹽酸鐵鋰、負(fù)極石墨、電解質(zhì)溶液、隔閡所占比例最大,銅箔、鋁箔次之,碳納米管、乙炔黑、導(dǎo)熱石墨、PVDF、CMC 用量少。按照上海有色網(wǎng)報(bào)價(jià)(2018 年 6 月 29 日) ,鋁:1.40 萬元/噸,銅:5.14 萬元/噸,鹽酸鐵鋰:7.25萬元/噸;按照華夏儲(chǔ)能網(wǎng)及干電池網(wǎng)通訊,普遍石墨負(fù)極資料價(jià)錢為(6~7)萬元/噸,電解質(zhì)溶液價(jià)錢為(5~5.5)萬元/噸。用量較大、價(jià)錢較高的資料為暫時(shí)廢舊干電池接收的重要因素, 而且接收處置工藝須要同聲商量財(cái)經(jīng)效率及環(huán)境保護(hù)效率。
3 廢舊 LiFePO4 資料接收本領(lǐng)發(fā)達(dá)
3.1 化學(xué)積淀法接收本領(lǐng)
暫時(shí), 化學(xué)積淀濕法接收是廢舊干電池接收的要害本領(lǐng),經(jīng)過共積淀法接收獲得 Li、Co、Ni 等的氧化學(xué)物理大概鹽,再以化學(xué)工業(yè)材料情勢(shì)舉行輪回再運(yùn)用, 化學(xué)積淀法是暫時(shí)產(chǎn)業(yè)化接收鈷酸鋰及三元體制廢舊干電池的重要本領(lǐng)。對(duì)于 LiFePO4 資料,經(jīng)過高溫焙燒、堿融化、酸浸出平分離積淀本領(lǐng),以接收最有財(cái)經(jīng)價(jià)格的 Li 元素為主,并可同聲接收Fe、Al 等非金屬,,用 NaOH 堿液融化陽極片,使集流體鋁箔以NaAlO2的情勢(shì)加入溶液,過濾后,溶液用硫酸溶液中庸,積淀獲得Al(OH)3,實(shí)行Al 的接收。濾渣為L(zhǎng)iFePO4、導(dǎo)熱劑炭黑及LiFePO4資料外表包覆碳等,的攙和物。接收LiFePO4有兩個(gè)道路:本領(lǐng)一為用硫酸與水堿融化濾渣,使 LiFePO4 以 Fe2(SO4)3 和Li2SO4 情勢(shì)加入溶液,與碳雜質(zhì)辨別后的溶液用NaOH和氫氧化銨安排pH值,先使鐵以Fe(OH)3積淀,余液用飽和 Na2CO3溶液積淀贏得Li2CO3;本領(lǐng)二鑒于FePO4微溶于王水中,用王水和水堿融化陽極資料濾渣,先產(chǎn)生FePO4積淀,結(jié)果以Fe(OH)3析出,結(jié)余酸液用飽和Na2CO3溶液積淀析出Li2CO3,實(shí)行Al、Fe、Li的辨別積淀接收。LI等[6]則鑒于LiFePO4在H2SO4+H2O2攙和溶液中會(huì)被H2O2將Fe2+氧化成Fe3+,并與PO43?貫串產(chǎn)生FePO4積淀,接收非金屬Fe并與 Li 辨別,進(jìn)一步的鑒于 3Li2SO4+2Na3PO4→3Na2SO4+2Li3PO4↓,天生積淀后辨別搜集,實(shí)行非金屬Li的接收。 氧化資料更簡(jiǎn)單融化于HCl溶液中, WANG等將LiFePO4/C 攙和資料粉末在600 ℃下舉行焙燒,保護(hù)亞鐵離子實(shí)足被氧化,普及LiFePO4在酸中的融化性,Li 的接收率到達(dá) 96%。接收的LiFePO4領(lǐng)會(huì)贏得先驅(qū)體FePO4·2H2O及Li 源后再合成 LiFePO4 資料是一個(gè)接洽熱門,ZHENG 等[8]高溫處置電極片, 取消黏結(jié)劑及碳的同聲將 LiFePO4 的 Fe2+ 氧化至 Fe3+,篩分后獲得的粉末溶于硫酸中,融化后的溶液用氫氧化銨安排pH 至 2,贏得 FePO4 水合物,并在 700 ℃高溫處置 5h 獲得 FePO4 接收產(chǎn)品,溶液經(jīng)濃縮后用Na2CO3 溶液積淀析出 Li2CO3,實(shí)行非金屬的接收。BIAN 等[10]將廢舊電極經(jīng)過鹽酸浸出后熱處置獲得 FePO4·2H2O,并動(dòng)作先驅(qū)體,介入 Li2CO3 及葡萄糖后碳熱恢復(fù)法天生 LiFePO4/C 復(fù)合資料,接收資料中的 Li 則以 LiH2PO4 情勢(shì)析出, 實(shí)行資料的接收、再運(yùn)用。
化學(xué)積淀法不妨用來攙和陽極接收有效非金屬,對(duì)廢舊陽極的前處置訴求低,是該類本領(lǐng)的便宜, 然而, 對(duì)于不含鈷等貴非金屬的 LiFePO4 資料,上述本領(lǐng)常常生存接收過程長(zhǎng)、爆發(fā)洪量酸堿廢液、回收獲本高的缺陷。
3.2 高溫固相建設(shè)本領(lǐng)
鑒于LiFePO4干電池的衰減機(jī)理及陽極資料的充尖端放電特性,陽極 LiFePO4 資料構(gòu)造寧靜,而活性Li 的丟失是干電池含量衰減的重要因?yàn)橹唬?,覺得 LiFePO4 資料完備經(jīng)過彌補(bǔ)活性 Li 及其它丟失元素徑直建設(shè)的后勁。暫時(shí),重要的建設(shè)本領(lǐng)有徑直高溫處置及增添相映的元素源后高溫處置,經(jīng)過除雜、彌補(bǔ)元素源等辦法起到建設(shè)效率,從而普及接收資料電化學(xué)本能。 謝豪杰等將廢舊干電池拆解后辨別出陽極片, 在氮?dú)怵B(yǎng)護(hù)下經(jīng)過加熱使黏結(jié)劑碳化后, 振蕩辨別及水溶液中超聲處置贏得鹽酸鐵鋰陽極資料。 在搜集到的鹽酸鐵鋰中介入過量 FeC2O4·2H2O、Li2CO3、(NH4)2HPO4 安排 Li、Fe、P 摩爾比為 1.05∶1∶1,而且安排煅燒前反饋物的碳含量至 3%、5%和 7%,在物料中加過量無水乙醇真空間高速(600 r/min)球磨 4h,氮?dú)夥諊乱? ℃/min 升壓至700 ℃常溫24 h焙燒贏得建設(shè)的 LiFePO4 資料。截止為,碳含量為 5% 的建設(shè)資料具備最好的電化學(xué)本能,在 0.1 C 下的初次尖端放電比含量為 148.0 mA·h/g;1C 下輪回 50 次,含量維持率為 98.9%,接收處置工藝過程見圖 4。SONG等參觀了徑直攙和新的LiFePO4后的固相高溫效率, 當(dāng)摻雜新資料與廢舊接收資料的品質(zhì)比為 3∶7,700 ℃高溫 8h 后建設(shè)資料電化學(xué)本能杰出。 LI等沿用增添Li源Li2CO3對(duì)接收的LiFePO4資料辨別于 600 ℃、650 ℃、700 ℃、750 ℃、800 ℃在氬氣/氫氣攙和氣體中高溫建設(shè)反饋 1h,截止表白, 一經(jīng)高溫處置的接收資料初次尖端放電含量為 142.9 mA·h/g,最好建設(shè)溫度為 650 ℃,建設(shè)資料的初次尖端放電含量為 147.3 mA·h/g,略有普及,而倍率和輪回本能普及較為鮮明。 卞都成等的接洽則表白, 向廢舊陽極資料中補(bǔ)加摩爾分?jǐn)?shù)為 10%的Li2CO3 不妨靈驗(yàn)填補(bǔ)可輪回鋰的丟失, 建設(shè)后的資料在 0.1C 和 20 C 倍率下尖端放電比含量辨別為 157mA·h/g 和 73 mA·h/g, 在 0.5C 下經(jīng) 200 次輪回后含量簡(jiǎn)直沒有衰減。而增添 20%的 Li2CO3 則會(huì)因?yàn)殇囘m量, 在焙燒建設(shè)進(jìn)程中過剩的Li2CO3爆發(fā)Li2O等雜質(zhì),形成資料晶格缺點(diǎn),所以庫侖功效較低。高溫固相建設(shè)本領(lǐng)僅須要彌補(bǔ)小批的 Li、Fe、P 元素,不須要洪量的酸堿試藥,爆發(fā)的廢酸廢堿等廢液少,工藝過程大略、環(huán)境保護(hù),然而對(duì)接收材料的純度訴求高, 雜質(zhì)的生存會(huì)貶低建設(shè)資料的電化學(xué)本能。
3.3 高溫固相復(fù)活本領(lǐng)
與高溫固相徑直建設(shè)本領(lǐng)各別, 高溫復(fù)活本領(lǐng)將接收資料先處置為具備反饋活性的先驅(qū)體, 不妨實(shí)行各元素從新過程熱力學(xué)反饋進(jìn)程再結(jié)晶, 從而實(shí)行資料的復(fù)活。卞都成等在氣氛中 600 ℃保鮮 3h 處置陽極極片取消電解質(zhì)、聚偏氟乙烯(PVDF)等雜質(zhì),并向搜集的廢舊陽極資料中辨別彌補(bǔ)摩爾分?jǐn)?shù)為 0、10%、20%的 Li2CO3,并增添品質(zhì)分?jǐn)?shù)為 25%的葡萄糖(以廢舊鹽酸鐵鋰為基準(zhǔn)) ,在 650 ℃碳熱恢復(fù)反饋贏得了復(fù)活的LiFePO4/C 陽極資料, 資料在0.1 C和20 C倍率下,尖端放電比含量辨別為 159.6 mA·h/g 和 86.9 mA·h/g,在 10 C 倍率下,經(jīng) 1000 次輪回后,復(fù)活 LiFePO4陽極資料的含量維持率為 91%。與上述文件一致, 正文作家在前期舉行了廢舊LiFePO4 資料“氧化-碳熱恢復(fù)”復(fù)活本領(lǐng)的探究。復(fù)活本領(lǐng)重要鑒于 CO 恢復(fù) FePO4 和 LiOH 先驅(qū)體合成 LiFePO4 資料的反饋中央體為 Li3Fe2(PO4)3 及Fe2O3,而 LiFePO4 氧化為產(chǎn)品也為 Li3Fe2(PO4)3及 Fe2O3,所以,熱處置本領(lǐng)將接收的陽極片取消黏結(jié)劑,并同聲實(shí)行 LiFePO4 的氧化,動(dòng)作復(fù)活反饋材料,辨別以葡萄糖、一水合鹽酸、聚乙二醇為恢復(fù)劑,650~750 ℃高溫碳熱恢復(fù)復(fù)活LiFePO4,三個(gè)恢復(fù)劑體制均能贏得沒有雜質(zhì)的復(fù)活 LiFePO4/C 資料。
高溫固相復(fù)活本領(lǐng),將接收的 LiFePO4 資料過程高溫氧化為反饋中央體, 經(jīng)過碳熱恢復(fù)反饋獲得復(fù)活 LiFePO4 資料,資料過程一致的氧化及碳熱恢復(fù)熱力學(xué)進(jìn)程,復(fù)活資料可調(diào)節(jié)和控制性強(qiáng),工藝過程大略,然而,與高溫固相建設(shè)本領(lǐng)相一致,該本領(lǐng)對(duì)接收資料中的雜質(zhì)訴求高, 接收資料舉行除雜前處置是需要的工藝辦法。
3.4 底棲生物浸出本領(lǐng)
底棲生物浸出本領(lǐng)在接收廢舊干電池上面, 最早運(yùn)用于鎳-鎘廢舊干電池接收鎘、鎳、鐵,CERRUTI 等運(yùn)用氧化亞鐵硫桿菌融化浸出廢舊鎳鎘干電池, 接收率辨別為鎘 100%、鎳 96.5%、鐵 95%,融化浸出功夫?yàn)?93 天。XIN 等沿用硫-氧化硫硫桿菌、黃鐵礦-嗜鐵鉤端電鉆菌及(硫+黃鐵礦-氧化硫硫桿菌+嗜鐵鉤端電鉆菌)攙和體制辨別處置 LiFePO4、LiMn2O4、LiNixCoyMn1-x-yO2,個(gè)中,硫-氧化硫硫桿菌體制對(duì) LiFePO4 中 Li 的浸出率為 98%,攙和體制對(duì) LiMn2O4 中的 Li 的浸出率為 95%、 Mn 的浸出率為 96%,經(jīng)過 pH 優(yōu)化,攙和體制對(duì)三元資料LiNixCoyMn1-x-yO2 中 Li、Ni、Co、Mn 的平衡浸出率高于 95%。Li 的溶出主假如因?yàn)?H2SO4 的融化效率,而 Ni、Co、Mn 的溶出則是 Fe2+恢復(fù)及酸融化復(fù)合效率。
底棲生物浸出本領(lǐng)中,底棲生物菌群須要培養(yǎng)的周期長(zhǎng),融化浸出功夫長(zhǎng),而且在融化進(jìn)程中,菌群簡(jiǎn)單失活,控制了該本領(lǐng)在產(chǎn)業(yè)上的運(yùn)用。以是還須要進(jìn)一步普及菌苗的培植速率、 吸附非金屬離子速率等普及非金屬離子的浸取速度。
3.5 板滯活化處置接收本領(lǐng)
板滯化學(xué)活化本領(lǐng)在常溫常壓下會(huì)惹起資料物理和化學(xué)變革,囊括相變、構(gòu)造缺點(diǎn)、應(yīng)急、非晶化,以至徑直反饋。在廢舊干電池接收中運(yùn)用,不妨在室溫前提下普及回功效率。
FAN等沿用在NaCl溶液中浸泡廢舊干電池的辦法實(shí)行干電池實(shí)足尖端放電, 接收的 LiFePO4 經(jīng) 700 ℃高溫 5h 以取消無機(jī)物雜質(zhì)。用草酸動(dòng)作助磨劑,與接收資料混適用行星球磨機(jī)舉行板滯活化。 板滯活化進(jìn)程重要囊括三步:粒徑減小、化學(xué)鍵斷裂、新的化學(xué)鍵天生。 研磨板滯活化中斷后攙和材料及氧化鋯珠用去離子水清洗并浸泡30 min,溶液在90 ℃下拌和揮發(fā)直至Li+的濃淡大于5g/L,用 1mol/L 的 NaOH 溶液安排溶液的 pH 至 4,并貫串拌和 2h 之上直至 Fe2+的濃淡小于 4mg/L,進(jìn)而贏得高純度的溶液。 過濾后將過程純化的鋰溶液安排 pH 至 8,在 90 ℃下拌和 2h,搜集積淀物并于 60 ℃枯燥 24 h 贏得 Li 接收產(chǎn)品。Li 的接收率不妨到達(dá) 99%,F(xiàn)e 以 FeC2O4·2H2O 情勢(shì)接收,接收率到達(dá) 94%。YANG 等在低聲波扶助效率下辨別鋁箔及陽極資料,陽極粉料與乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)按比率攙和(6∶1~1∶1)后沿用行星式球磨機(jī)舉行板滯活化, 用稀鹽酸進(jìn)一步浸出籠化后的樣本, 拌和浸出中斷后用乙酸纖維素膜舉行真空過濾,贏得含鋰、鐵非金屬離子的溶液,F(xiàn)e、Li 在鹽酸中的浸出率辨別可達(dá) 97.67%、94.29%。溶液用蒸汽冷凝器在90 ℃回暖9h, 非金屬Fe以FePO4·2H2O、Li 以 Li3PO4 情勢(shì)析出,過濾后搜集積淀并枯燥,實(shí)行非金屬資料接收, Fe、 Li總接收率辨別達(dá)93.05%、82.55%。ZHU 等以接收的 LiFePO4/C 為材料與卵磷脂共混,經(jīng)過板滯球磨化學(xué)活化后,在Ar-H2(10%)攙和氛圍養(yǎng)護(hù)下于600 ℃下燒結(jié)4h, 贏得 (C+N+P)共包覆的復(fù)活LiFePO4復(fù)合資料。復(fù)活資料中N—C鍵及P—C鍵包覆著LiFePO4,產(chǎn)生了寧靜的C+N+P共包覆層,而且復(fù)活資料粒徑較小,不妨減少Li+及電子的分散路途。當(dāng)卵磷脂用量為15%時(shí),低倍率0.2 C時(shí)復(fù)活資料的含量到達(dá)164.9mA·h/g。3.6 其它接收處置本領(lǐng)—電化學(xué)法接收處置本領(lǐng)楊則恒等運(yùn)用 1-甲基-2 吡咯烷酮(NMP)融化廢舊的 LiFePO4 極片黏結(jié)劑后,搜集獲得接收的 LiFePO4 資料,接收資料與導(dǎo)熱劑、黏結(jié)劑制備成待建設(shè)電極,以非金屬鋰片為負(fù)極,創(chuàng)造成扣式干電池。過程屢次充尖端放電后,使得鋰從負(fù)極嵌入陽極資料, 使陽極從貧鋰態(tài)變?yōu)楦讳噾B(tài), 到達(dá)建設(shè)的功效。然而,過程建設(shè)的電極再組建玉成干電池難度大,難以引導(dǎo)范圍化運(yùn)用。
4 電解質(zhì)溶液接收本領(lǐng)發(fā)達(dá)
暫時(shí),電解質(zhì)溶液的接收有真空熱解處置法、有機(jī)溶劑萃取接收處置、CO2 超臨界接收本領(lǐng)。SUN 等沿用真空熱解法接收廢舊干電池進(jìn)程中同聲處置電解質(zhì)溶液。將拆分的陽極資料置于真空爐中,體例壓力小于 1kPa,冷阱的冷凝溫度?10 ℃。以10 ℃/min 的加熱速率加熱真空爐,并在 600 ℃保鮮 30 min,蒸發(fā)物加入冷凝器并冷凝,而不行收縮的氣體經(jīng)過真空泵抽出,結(jié)果由集氣器搜集。黏結(jié)劑及電解質(zhì)溶液被蒸發(fā)大概領(lǐng)會(huì)為低分子量產(chǎn)品, 熱解產(chǎn)品大局部為有機(jī)氟碳復(fù)合物,舉行富集接收。有機(jī)溶劑萃取法是經(jīng)過介入符合的有機(jī)溶劑動(dòng)作萃取劑,把電解質(zhì)溶液變化到萃取劑中,萃取后運(yùn)用萃取產(chǎn)品溶液中各因素的各別沸點(diǎn), 舉行蒸餾或分餾,搜集或辨別電解質(zhì)溶液。童東革等在液氮養(yǎng)護(hù)下,將廢舊干電池切開,取出籠性物資,將活性物資置于有機(jī)溶劑中浸泡一段功夫,以浸出電解質(zhì)。比擬了 PC、DEC 和 DME 三種萃取劑對(duì)電解質(zhì)溶液的萃取功效,截止表白,PC 的脫出速度最快,2h 后可將電解質(zhì)實(shí)足脫出,而且 PC 不妨反復(fù)運(yùn)用屢次,這大概是由于對(duì)立介電常數(shù)較大的 PC 更利于于鋰鹽的融化。
超臨界 CO2 接收廢舊鋰離子干電池電解質(zhì)溶液是指以超臨界 CO2 為萃取劑, 辨別鋰離子干電池隔閡以及活性物資中吸附的電解質(zhì)溶液的進(jìn)程。GRUETZKE等接洽了液態(tài) CO2 及超臨界 CO2 對(duì)電解質(zhì)溶液的萃取功效。對(duì)于含有 LiPF6、DMC、EMC 及 EC 的電解質(zhì)溶液體制,沿用液態(tài) CO2 時(shí),DMC 及 EMC 的接收率較高,而 EC 的接收率較低,沿用超臨界 CO2時(shí),總接收率高。在液態(tài)CO第22中學(xué)增添夾帶劑ACN/PC(3∶ 1) 時(shí)電解質(zhì)溶液的萃取功效最高, 可到達(dá) (89.1±3.4) %(品質(zhì)分?jǐn)?shù)) 。 LIU等接洽了先靜態(tài)萃取后動(dòng)靜萃取相貫串的超臨界CO2萃取電解質(zhì)溶液,不妨贏得85%的萃取率。真空熱解本領(lǐng)接收電解質(zhì)溶液的同聲不妨實(shí)行活性物資與集流體的剝離,簡(jiǎn)化回竣工藝,然而接收進(jìn)程能源消耗較高, 且還須要對(duì)碳氟有機(jī)復(fù)合物進(jìn)前進(jìn)一步的處置; 有機(jī)溶劑萃取進(jìn)程不妨接收電解質(zhì)溶液重要因素,然而生存萃取溶劑本錢高、辨別艱巨及萃取劑后續(xù)爆發(fā)新的傳染等題目; 超臨界 CO2 萃取本領(lǐng)具備無溶劑殘留、溶劑辨別大略、產(chǎn)品恢復(fù)度好等便宜,是鋰離子干電池電解質(zhì)溶液接收的接洽目標(biāo)之一,然而還生存 CO2 耗費(fèi)量大、夾帶劑大概會(huì)感化電解質(zhì)溶液再運(yùn)用等題目。
5 負(fù)極資料接收本領(lǐng)發(fā)達(dá)
從 LiFePO4 干電池作廢機(jī)理領(lǐng)會(huì)可知,負(fù)極石墨本能的沒落水平大于陽極 LiFePO4 資料,而且,因?yàn)樨?fù)極石墨資料價(jià)錢對(duì)立較低,用量對(duì)立較少,接收再運(yùn)用財(cái)經(jīng)性較弱, 暫時(shí)對(duì)廢舊干電池負(fù)極的接收接洽對(duì)立較少。負(fù)極中,銅箔價(jià)錢高貴且回竣工藝大略,具備高接收價(jià)格,接收的石墨粉經(jīng)過改性后希望輪回運(yùn)用于干電池消費(fèi)中。 周旭等沿用錘振破滅、 振蕩篩分與氣旋分選拉攏工藝對(duì)廢舊鋰干電池負(fù)極資料舉行辨別與接收。 工藝進(jìn)程為將負(fù)極樣本放入錘式破滅機(jī)中破壞至粒徑小于1mm,破滅料置于流化床散布板上產(chǎn)生恒定床層; 打開風(fēng)機(jī)安排氣體風(fēng)速,順序使顆粒床層經(jīng)恒定床、床層松動(dòng)、初始流態(tài)化直至充溢流化而使非金屬與非非金屬顆粒彼此辨別,個(gè)中輕組分被氣旋帶出流化床,經(jīng)羊角辨別器舉行搜集,重組一則中斷在流化床底部。截止表白: 負(fù)極資料經(jīng)破滅篩分后, 粒徑大于 0.250 mm的破滅料中銅的品味為 92.4%,而粒徑小于0.125 mm 的破滅料中碳粉的品味為 96.6%, 均可徑直接收;粒度為 0.125~0.250 mm 的破滅料中,銅的品味較低, 可經(jīng)過氣旋分選實(shí)行銅與碳粉的靈驗(yàn)辨別接收。
暫時(shí),負(fù)極以水系黏結(jié)劑為主,黏結(jié)劑不妨徑直在水溶液中舉行融化, 負(fù)極資料和集流體銅箔經(jīng)過大略工藝不妨實(shí)行辨別。 朱曉輝等開拓了一種沿用二次超聲扶助酸化濕法接收負(fù)極資料的本領(lǐng)。將負(fù)極極片置于稀鹽酸溶液中, 徑直將石墨片料和集流體銅箔辨別,集流體過程清洗、枯燥后實(shí)行接收。石墨資料過程濾、烘干、過篩辨別贏得接收的石墨粗產(chǎn)物。粗產(chǎn)物在王水、高氯酸等氧化劑中舉行超聲處置,取消資料中的非金屬?gòu)?fù)合物、黏結(jié)劑并使石墨外表爆發(fā)功效化基團(tuán), 搜集烘干后獲得二次提煉的石墨資料。 將過程二次提煉的石墨資料浸漬于乙二胺或二乙烯三胺的恢復(fù)性水溶液中超聲處置后,氮?dú)怵B(yǎng)護(hù)下熱處置對(duì)石墨資料舉行建設(shè),不妨贏得干電池用的改性石墨粉。廢舊干電池負(fù)極常常運(yùn)用水性黏結(jié)劑, 所以活性資料與集流體銅箔不妨經(jīng)過大略的本領(lǐng)剝離, 往常僅接收高價(jià)格的銅箔, 石墨資料徑直廢除處置將會(huì)形成資料的極大濫用。所以,開拓石墨資料的改性及建設(shè)本領(lǐng), 實(shí)行廢舊石墨資料在干電池行業(yè)或其余產(chǎn)業(yè)范圍的再運(yùn)用。
6 接收財(cái)經(jīng)性領(lǐng)會(huì)
鹽酸鐵鋰廢舊干電池接收的財(cái)經(jīng)效率受原資料價(jià)錢振動(dòng)感化較大,囊括廢舊干電池的接收價(jià)錢、材料碳酸鋰價(jià)錢、鹽酸鐵鋰價(jià)錢等。運(yùn)用暫時(shí)常用的濕法接收本領(lǐng)道路, 廢舊鹽酸鐵鋰干電池中最有接收財(cái)經(jīng)價(jià)格的非金屬是鋰,接收收益約為 7800 元/噸,而回收獲本約為 8500 元/噸,接收收益不許掩蓋回收獲本,個(gè)中,鹽酸鐵鋰回收獲本華夏資料本錢約占總本錢 27%,輔料本錢約占總本錢 35%,輔料本錢重要囊括鹽酸、氫氧化鈉、水堿等本錢(之上數(shù)據(jù)來自干電池同盟及賽迪參謀) 。運(yùn)用濕法本領(lǐng)道路,鋰沒轍實(shí)行實(shí)足接收(鋰的接收率常常在 90%以次) ,磷、鐵的回功效果差,以及運(yùn)用洪量的輔料等, 是形成運(yùn)用濕法本領(lǐng)道路難以實(shí)行結(jié)余的重要因?yàn)椤?/p>
鹽酸鐵鋰廢舊干電池沿用高溫固相法建設(shè)或復(fù)活本領(lǐng)道路,與濕法本領(lǐng)道路比擬較,接收進(jìn)程不須要堿融化集流體鋁箔及酸融化陽極資料鹽酸鐵鋰等工藝辦法,所以輔料的運(yùn)用量大大貶低,且高溫固相建設(shè)或復(fù)活本領(lǐng)道路,不妨實(shí)行鋰、鐵、磷元素的高接收率,所以將會(huì)具備更高的回功效益,依照北京賽德美公司的估計(jì), 沿用高溫建設(shè)法的全組分接收本領(lǐng)道路,將不妨實(shí)行約 20%的凈稅率。
7 結(jié)束語
接收資料為組分?jǐn)v雜的攙和接收資料時(shí), 符合沿用化學(xué)積淀法或底棲生物浸出本領(lǐng)舉行非金屬的接收,贏得不妨再運(yùn)用的化學(xué)工業(yè)資料,然而,對(duì)于 LiFePO4資料,濕法接收生存過程較長(zhǎng)、須要運(yùn)用較多的酸堿試藥以及處置洪量酸堿廢液等題目, 生存回收獲本高、財(cái)經(jīng)價(jià)格低的缺陷。與化學(xué)積淀法接收本領(lǐng)比擬較, 高溫建設(shè)及高溫復(fù)活本領(lǐng)具備過程短、酸堿試藥用量少、爆發(fā)的廢酸廢堿量少等便宜,然而,該本領(lǐng)訴求接收資料在建設(shè)處置或復(fù)活處置進(jìn)步行莊重的除雜, 以制止雜質(zhì)殘留感化資料的電化學(xué)本能。 雜質(zhì)囊括小批的鋁箔、銅箔等。除雜題目是徑直建設(shè)、復(fù)活工藝在大范圍運(yùn)用中接洽較少然而又必需處置的要害題目。為普及廢舊干電池接收財(cái)經(jīng)價(jià)格, 該當(dāng)進(jìn)一步開拓低本錢的電解質(zhì)溶液及負(fù)極資料接收本領(lǐng), 最大水平的接收廢舊干電池中的有效物資,實(shí)行回功效益最大化。
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