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碳热还原—浸出法回收废旧锂电池中的镍、钴、锰

2021-07-13邓朝勇

矿冶 2021年3期

代 云 邓朝勇 吴 浩

(1.稀美资源(广东)有限公司,广东 清远 513055;2.广东佳纳能源科技有限公司,广东 清远 513056)

随着国家环保形势的日益严峻和新能源汽车的日益普及,动力电池的使用量日益剧增。锂离子电池具有比能量高、循环寿命长、自放电率低和无记忆效应等优点,被广泛应用在便携式设备、电动汽车、储备电源等领域[1-3]。大量的锂离子电池需要及时处理,镍钴锰(NCM)三元材料是锂离子电池正极材料的重要组成部分,含有一定量的镍、钴和锰,具有一定的回收潜力,但目前综合回收体系尚未形成规模,回收率低,绝大多数未得到有效处理,不但浪费了大量的有价金属资源,而且还对环境造成了潜在危害[4,5]。

目前锂离子电池的综合回收方法主要包括火法冶金、湿法冶金以及火法与湿法相结合的方法。湿法冶金以能耗低、环境污染小、有价金属回收率高等优势,在复杂矿的绿色高效提取过程中应用较为普遍[6,7]。湿法冶金工艺技术中,浸出过程中的相关参数,如浸出温度、搅拌速率、液固比等在整个回收过程中起着关键作用,常见的浸出剂一般选择硫酸、盐酸等[8]。锂离子电池正极片是将前驱体烧结后形成的正极材料与粘结剂、乙炔黑混合后均匀涂抹在铝箔上形成的。由于乙炔黑和粘结剂不溶于酸,实际工业应用过程中需通过机械破碎将正极材料与铝箔进行分离后再对分离物进行浸出。LI等[9]在700 ℃焙烧除去粘结剂、乙炔黑和其它有机质,采用添加柠檬酸和双氧水方式浸出镍、钴、锰后再通过溶胶—凝胶法合成新的正极材料,所得材料具有优良的电化学性能,但该研究尚处于实验阶段,难以实现工业生产。……

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