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报废锂电池镍钴锂正负极材料中金属回收技术

编辑:发布时间:2018-11-30 09:57:05

 我国是锂离子电池生产的第三大国,同时每年又有大量报废的锂离子电池。在废锂离子电池中,金属钴、铜、镍以及铝价格高,资源紧缺,半数以上依赖进口,非常具有回收价值。对这些电池进行资源化回收,不但可以减少废电池对于环境的污染,带来显著的社会环境效益,更可以实现废锂离子电池中有价组分的充分回收利用,进而产生巨大的经济效应。

然而,由于使用量、生产量大,废锂离子电池报废量也相当巨大,但我国对锂离子电池管理欠缺,对大量废弃的锂离子电池未经处理就直接进入城乡生活垃圾,并伴随城乡生活垃圾的处理与处置而进入填埋场。而电池中毒性较大的LiPF 4电解质、有机电解液以及镍、钴等重金属就会进入土壤和水体造成污染,并通过食物链进入人和动物体内,所以环境污染大。
废旧锂离子电池的回收不仅是一个环保问题, 同时对开发和利用Li 、Co 二次资源具有重要的意义。从废旧锂离子电池中回收贵金属Co 的方法有络合交换法[1] 、焚烧萃取法、湿法冶金法以及酸溶-萃取沉淀分离法[2]等。本实验在酸性条件下, 用Na 2 S 2O 3 还原溶解电池中的LiCoO 2 ,通过多次沉淀分离, 得到较高纯度的Co 和Li 的化合物, 方法简单, 而且母液也可回收利用, 具有很好的环保效应。
因此本实验的研究实现废锂离子电池中有价金属的资源化利用,即解决环境污染问题,又很大地缓解金属资源紧缺问题,本项目将促进资源循环产业的兴起和发展,有效提升废弃物中的资源价值,对社会经济发展和行业技术进步具有积极的支撑作用,具有良好的资源和环境意义和显著的社会经济效益。
1.2 国内外本领域科技创新发展概况和新发展趋势                                                          2C5C799F52A099E4D6899344F02F3A91.jpg
1.2.1锂离子电池的发展概况
锂离子电池自1990年商品化以来,因其具有电压高、质量轻、比能量大、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、工作温度范围宽,环境污染少等优点,迅速占领二次电池市场,逐渐取代传统的充电电池,在移动电器、电动汽车技术、大型发电厂的储能电池、USP 电源、医疗仪器电源及宇宙空间等领域均有重要作用。随着移动便携式设备的快速发展,锂离子电池在日常生活中的应用越来越普遍。目前锂离子电池的应用领域主要为手机和笔记本电池市场,2003年全球锂离子电池的应用中,手机和笔记本的市场份额分别为61.2%和25.1%,在便携摄像机、数码相机和PDA 三者中的应用也超过了10%。而在中国,90%以上的锂离子电池应用领域仍然为手机市场。随着各种性能优异的正极材料、负极材料、电解质材料相继出现,使得锂离子电池性能越来越好,产量也显著增长,在小型二次充电电池领域锂离子电池的市场份额逐年增加,产量已经超过镍镉电池,其销售收入所占份额在全部小型二次电池市场已经超过70%。表l —l 给出了近12年来世界锂离子电池产量变化。近几年来,我国锂离子电池产业也取得了飞速进步,现在是世界锂离子电池产业三大国之一。2000年我国锂离子电池产量约0.2亿只,占全球份额的3.6%;2005年中国产量上升至7.6亿只,占全球份额的37.1%,我国成为紧随日本之后的世界第二大锂离子电池生产国。
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