科创中国

新能源及节能技术,固体废弃物的处理与综合利用技术

随着信息化技术和新能源技术的普及，近年来，锂离子电池市场规模得到进一步扩大。庞大的锂离子电池使用量在促进世界快速发展的同时，在未来也必将会带来规模巨大的废旧锂离子电池。为了真正实现废旧锂离子电池正极材料的合理回收再利用，我们开发了一种全新的废旧锂离子电池闭环回收工艺。首先，在正极活性材料与集流体的剥离中，我们使用一种新型的剥离剂，该剥离剂由不同配比的尿素和硫酸铵组成，将其与正极片进行共热解。随后，考虑到正极材料中含有一种或多种过渡金属，且电池在使用过程中锂离子在正负极间的嵌入/脱嵌会对电极材料产生调控作用，可能造成电极材料结构性质的改变。因此，我们将正极活性材料直接用作催化剂，活化PMS，实现水体中污染物的高效降解。经过多次催化循环，当催化剂的催化性能不满足再次使用后，再将催化剂中的金属进行浸出与纯化，并作为再生电池的前驱体，进行电池的再生，再生后的电池具有和商业电池相当的性能。该工艺实现了废旧电池正极材料的闭环回收，不仅将废旧锂离子电池回收领域与水处理领域结合，实现“以废治废”的目标，还能够实现电池材料的回用，真正做到了废旧锂离子电池正极材料的功能化和最大化应用。

（1）开发了一种新型的剥离剂，能够在较低温度下实现正极活性材料和集流体的剥离，显著降低了剥离温度，并避免了二次污染问题； （2）将正极活性材料直接作为水处理的催化剂，并基于电池使用过程对正极材料造成的改性原理，实现多种污染物的高效降解，达到了“以废治废”的目标。 （3）通过将失活催化剂中的金属进行浸出和纯化，制备电池再生前驱体，实现电池的再生，完成了金属资源的再利用。 （4）开发了一种废旧锂离子电池正极材料新型闭环回收工艺，合理使用电池正极材料，并将其应用到水处理领域，实现了正极材料的功能化和最大化利用价值。

该项目为上海某高校自动化工程学院的研究成果，团队主要负责人为博士、教授、硕士生导师，其主要研究方向是废旧锂离子电池资源化回收技术、工业废水处理、环境材料开发及应用及电子废弃物资源化回收技术，在国内外发表了80余篇学术研究论文。

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