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综合回收废锰酸锂电池中有价成分的实验研究

2021-11-30李发闯郭战永郑泽宇张云娜吕潘良

中国有色冶金 2021年4期

李发闯,郭战永,张 倩,郑泽宇,张云娜,吕潘良

(1.河南工学院 材料科学与工程学院,河南 新乡 453003;2.河南省金属材料改性技术工程技术中心,河南 新乡 453003)

0 引言

随着新能源汽车的快速发展,锂离子电池市场规模快速增长。目前,中国已成为世界上最大的锂离子电池生产、消费和出口国。在锂离子电池正极材料中,尖晶石型锰酸锂具有三维锂离子通道的正极材料,并且具有价格低、环境友好、安全性能高、倍率性能好等优点[1],是理想的电池正极材料,一直受到国内外研究人员的极大关注。

然而,锂离子电池的寿命一般仅有3~5年,伴随锂电池市场保有量的持续增长,废旧锂离子电池数量也随之快速增加,产生大量的废旧锰酸锂电池[2]。废旧锂离子电池成分复杂,具有显著的污染性和资源性,随意丢弃可造成环境污染和资源的严重浪费,其中的有价成分锰、锂和石墨等,含量远高于自然矿产资源中的含量,因此综合回收废锰酸锂电池中有价成分具有重要的经济意义[3]。

现行的废旧电池处理方法以提取废旧锂离子电池中有价值元素为出发点,首先将LiMn2O4溶解,锂、锰以Li+、Mn2+的形式进入溶液,再通过化学沉淀法、电解法等湿法冶金法提取分离锂和锰等。各种工艺中,锂、锰浸出是前提,也是关键的一步。Yang Z[4]以废旧锂离子电池正极材料LiMn2O4为原料,通过选择性浸出锂离子,原位转化制备λ-MnO2。安洪力[5]研究了不同种类的酸对LiMn2O4溶解率的影响,研究发现向酸中加入H2O2影响尤为显著。……

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