成果介绍
锂离子电池具有能量密度高、电压高、寿命长、自放电率低、无记忆效应、循环性能好、使用温度范围广等优点,因此,自从1991年问世以来,就迅速成为各种便携式电子设备的主要电源。根据日本METI(Ministry of economy,trade and industry)数据显示,锂离子电池在二次电池中的市场份额在2010年已经达到了67%。2011年,中国以锂离子电池年生产量***亿只以及年增长率***%成为世界上最大的锂离子电池生产、消费和出口国。根据工信部最新公布数据,2015年我国累计生产新能源汽车***万辆,同比增长4倍。 随着锂离子电池在电子设备和电动车领域的应用,今后五年将产生大量的废旧锂离子电池。锂离子电池中含有重金属(钴、镍)以及有毒、腐蚀性的电解液(LiPF6/EC, DMC),若得不到合适的处置,将对环境造成极大的危害。另一方面,锂离子电池中有相当高含量的金属(钴、镍、锰、锂、铝、铜),这些金属的含量甚至超过了它们在天然矿石中的含量,若能得到回收,这将大大缓解资源短缺的压力。因此,无论从环境保护的角度还是从资源回收的角度出发,锂离子电池的回收都具有重大的意义。 当前,大多数废旧锂离子电池的回收工艺都针对纯的LiCoO2电池的回收,且多以Co元素为回收对象。随着锂离子电池的市场迅速发生变化,商业化的锂离子电池正极材料包括LiCoO2、***、LiFePO4等,针对纯LiCoO2电池回收的工艺根本不适用于当前市场上的锂离子电池。此外,用于脱除正极活性物质的方法有热处理法、溶剂浸泡法、机械法、碱溶法等等,这些方法对正极活性物质的脱除率都不是很高。由于缺乏专门的回收系统,并且大多数回收工艺都处于实验室阶段,当前很少有能对废旧锂离子电池进行回收处理的企业。本研究开发了一条灵活、简单、实用的综合回收工艺对废旧锂离子电池进行资源全面回收,其中关键技术包括:采用超声振动方法实现负极铜与石墨的完全分离;采用超声+有机溶剂溶解法实现正极活性物质与铝箔分离;采用沉淀剂共沉淀法回收浸出液中Ni、Co和Mn三种金属;采用Na2CO3沉淀回收Li。通过本项目实施可避免废旧锂离子电池污染环境的同时实现资源综合回收利用。
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