欢迎访问中天和官网!

专注智能人行通道闸安全出入

全国咨询热线134-2092-3557

动力电池行业应用

推荐产品

联系我们

全国咨询热线:134-2092-3557

公司名称:深圳市中天和自动化设备有限公司
电话:0769-82893761/82893762
传真:0769-82893763
手机:韩先生:13420923557
邮箱:
szzhongtian2008@163.com
地址:东莞大岭山华威科谷9A

中天和自动化:详解废旧锂离子动力电池的回收技术,涨知识(五)

文章来源: 深圳市中天和自动化设备有限公司 人气:1195发表时间:2017-12-23 18:11:43

中天和自动化:详解废旧锂离子动力电池的回收技术,涨知识(五)

2.2.2 有机溶剂溶解法

  有机溶剂溶解法是一种高效分离正极材料与铝箔的方法,将破碎、研磨后的正极材料与特定的有机溶剂混合,通过有机溶剂与 PVDF 之间的相互作用,减弱材料与箔片之间的粘结力, 促使材料从箔片上脱落。

  Li-Po He [23] 依据「相似相溶」原理,选用 N-甲基吡络烷酮(NMP)作为有机溶剂来处理废旧三元材料(NiCoMn)锂离子动力电池,调节温度为 70 ℃,用超声波处理 90 min,后结果是正极材料的脱落率达到 99%

  Zhou X [24] 分别用 N-二甲基甲酰胺(DMF)N-二甲基乙酰胺(DMAC)N-甲基吡络烷酮(NMP)等几种不同的有机溶剂来溶解废旧锂离子动力电池碎片,随着温度的升高, PVDF 在这三种有机溶剂中溶解度不断升高,当温度达到 70 ℃ 时,PVDF 在三种有机溶剂中的溶解度大,在 DMACNMPDMF 中的溶解度分别为 214 g/L216 g/L176g/L

图 5  有机溶剂溶解法回收废旧锂离子动力电池中的有价金属工艺流程

  图 5 有机溶剂溶解法回收废旧锂离子动力电池中的有价金属工艺流程

  Bankole OE [25] 比较了 DMACNMPDMF 二甲、基亚砜(DMSO)等四种不同的有机溶剂对 PVDF的溶解效果,后选用低毒、环保、成本低的 DMSO 溶解废旧三元材料(NiCoMn)锂离子动力电池,回收流程如图 5 所示。在 60 ℃ 下,处理 85 min,后得到干净光亮的铝箔,可直接用于冶炼回收。

  2.2.3 碱液溶解法

  碱液溶解法是基于电池正极本身的特性,基底铝箔会溶解于碱液中,而正极材料不会与碱发生反应。

  王洪彩等 [26] 采用碱液溶解法来处理废旧钴酸锂电池,手工拆解电池后,得到电池的正极和负极。将负极置于热水中浸泡搅拌,即可得到光亮的铜箔。正极置于 1.5 mol/L NaOH 溶液中,按照 NaOH 与铝箔的物质的量比为 2.5:1 配置溶液,在室温下搅拌处理 15 min,后铝箔完全溶解,正极材料实现脱落。利用碱浸法并不能完全除去 PVDF,对后续的浸出不利。将碱浸后的正极材料在高温下煅烧或在有机物中溶解,使 PVDF 分解或溶解,分散正极材料,然后再进行酸浸。

  韩小云等[27]将碱液溶解法与有机溶剂溶解法结合处理废旧钴酸锂电池。将电池碎片置于 0.4 mol/L NaOH 溶液中,在固液比为 100 g/L 的条件下,搅拌10 min。过滤、洗涤后,将得到的固体残渣置于 NMP溶液中,在固液比为 100 g/L 的条件下,温度为 60 oC,搅拌 30 min, 可以实现正极材料与 PVDF 的完全分离。

  碱液溶解法的优点在于能够完全溶解铝箔实现正极材料的脱落。但溶解过程中需要消耗大量的高浓度碱,对设备要求高;溶解后会产生大量的 AlO2-,不利于后续的分离提纯。

  2.2.4 电解法

  电解法是指在外加电流的作用下,利用电解过程中产生的氢气冲击正极,实现正极材料的脱落。

  覃远根等 [28] 提出了一种废旧锂离子动力电池电解新工艺,以铅板为阳极,钴酸锂电池正极为阴极,电解溶液为硫酸溶液。在室温下,电解至 120 min 时,正极材料能完全从铝箔上脱落下来,实现两者分离,完整回收铝箔。

  张建等 [29] 对废旧锂离子动力电池正极材料进行了电解剥离浸出处理,选用铂电极为阳极,阴极为 2.5 × 5 cm2 的正极,电解溶液为硫酸与柠檬酸混合溶液,磁力搅拌转速为 100 r/min,电解时间为 100 min,水浴下控制温度至 45 ℃,电流密度为 30 mA/cm2。通过电解处理,正极材料从铝箔上剥落,实现两者分离,回收铝箔。

  电解法的优点是能够实现正极材料与铝箔的分离,得到纯净的铝箔,同时也能促使部分正极材料电解转化为离子形式存在于电解液中,便于后续处理。缺点是电能消耗大; 正极材料在铝箔表面涂覆比较厚,会导致电解效率低。

  二次处理后得到的电池碎片,经过滤洗涤后得到铝箔和正极材料。铝箔可直接用于冶炼回收,而正极材料需要经过深度处理回收其中的有价金属。

 

 

 

 

此文关键词:废旧锂离子,锂离子动力电池

扫描二维码关注官方微信公众号

确定