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退役动力锂离子电池三元材料有价组分高效分离与循环利用技术及应用

成果类型:: 新技术

发布时间: 2022-10-19 10:41:48

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 尹普 | 2022-10-19 10:41:48

        该项目针对退役动力锂电池废极粉富集杂质含量高、湿法浸出药剂消耗量大、相似元素分离流程长、再生产品附加值低等行业难题,开发了集流体热解分离与正极材料还原耦合强化浸出技术、有价元素梯级提取分离技术和基于过渡金属元素共萃取与共沉淀的废旧锂离子电池正极材料短流程循环利用技术,形成了满足不同客户群需求的4N级高纯碳酸锂,电池级高纯硫酸钴,523、622、811型系列三元前驱体等高附加值产品。

1、铜、铝产品

铜、铝回收率大于98%,铝产品铝含量98.19%,铝中钴含量0.45%、镍1.36%,铜产品铜含量95.11%。

2、金属盐产品

① 4N碳酸锂:白色结晶粉末,纯度大于99.99%;

电池级高纯硫酸钴:红色晶体粉末,钴含量20.18%,钴产品中镍含量低于0.001%;

电池级高纯硫酸镍:镍含量22.44%,钴含量低于0.0005%。

3、再生前驱体产品

① 523前驱体

形貌:球形黑色晶体粉末,平均粒径D50在11微米左右,振实密度为2.47g/cm3

主金属含量:Ni 50.4mol%,Co 19.6mol%,Mn 30.0mol%

主要杂质含量:钠含量117mg/Kg,H2O(%)含量0.21%,磁性异物含量小于50μg/Kg

② 622前驱体

形貌:球形黑色晶体粉末,平均粒径D50在10微米左右,振实密度为2.24g/cm3

主金属含量:Ni 59.8mol%,Co 19.9mol%,Mn 20.2mol%

主要杂质含量:钠含量131mg/Kg,H2O(%)含量0.20%,磁性异物含量小于68μg/Kg

③ 811前驱体

形貌:球形黑色晶体粉末,平均粒径D50在11微米左右,振实密度为2.30g/cm3

主金属含量:Ni 82.93mol%,Co 10.89mol%,Mn 6.18mol%

主要杂质含量:钠含量0.016 w/%,H2O含量小于0.01w/%,磁性异物含量小于30μg/Kg.

退役动力锂离子电池成分复杂、污染物组分含量高,回收过程中要兼顾安全、环保、经济等问题,技术难度大、复杂程度高。

该项目建立了先进完整的技术装备体系,产品用户主要包括容百新能源、天津巴莫科技和当升材料等。

        团队介绍:由中南大学、清华大学、衢州华友资源再生科技有限公司、华友新能源科技(衢州)有限公司、浙江天能新材料有限公司合作完成。课题负责人包括:中南大学杨越、清华大学徐盛明、衢州华友资源再生科技有限公司徐伟、浙江天能新材料有限公司甄爱钢、华友新能源科技(衢州)有限公司周勤俭。

项目自2018年在衢州华友资源再生科技有限公司等企业建立了产业化生产线,年处理3.9万吨退役锂离子电池,年产4N级高纯碳酸锂1000吨,电池级碳酸锂5000吨、硫酸钴2500吨和硫酸镍3500吨。近三年,新增销售收入20.7亿元,新增利润1.43亿元,经济和社会效益显著。

该项目开发了集流体热解分离与正极材料还原耦合强化浸出技术、有价元素梯级提取分离技术和基于过渡金属元素共萃取与共沉淀的废旧锂离子电池正极材料短流程循环利用技术。可通过技术咨询的方式进行合作,推动了锂离子电池二次资源循环利用技术进步