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有关废旧锂电池正极材料的回收技术探究

2024-02-13*王冰

当代化工研究 2024年1期
关键词:利用

*王 冰

(江西万载工业园区管理委员会 江西 336100)

1.锂电池的组成与工作原理

(1)锂电池的组成

锂离子电池主要由五大部分构成,分别是正极、负极、隔膜层、电解液和粘连剂,其中正极材料的核心构成是活性物质,主要有LiFePO4、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoO2以及三元材料等;负极中含有铜箔,其主要材料有石墨、中间相碳微球、石油焦和碳纤维;隔膜层材料通常是PE(聚乙烯)和PP(聚丙烯)膜;电解液是一种通过溶解或凝胶形式存在的锂盐溶液,包括碳酸二甲酯(DMC)。碳酸乙烯酯(EC)等有机溶剂和LiPF6、LiCIO4、LiBF4等电解质;粘连剂通常使用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTEE)等材料。锂电池各部分组成架构如图1所示。

(2)锂电池的工作原理

锂电池的工作过程就是一种基于锂离子在正负极材料之间的迁移和化学反应来实现电能的存储和释放,详见图2。

图2 锂电池的工作原理

当锂电池处于充电状态时,外部电源施加正向电压,使得正极材料中的锂离子脱嵌(即离开正极),经过电解质传导到负极。同时,负极材料中的锂离子接受电子,通过电解质传导至正极,完成电荷传递过程。这个过程称为充电。

当锂电池处于放电状态时,电池内部化学反应逆转。负极材料脱除电子,并将锂离子释放到电解质中,通过电解质传导至正极。正极接收到锂离子并与电子结合,形成化合物。这个过程会释放出电能,从而驱动外部设备工作。

2.废旧锂电池正极材料的回收价值

正常情况下,退役的动力电池会进行梯度利用,报废的电池则进行拆解回收。……

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