鋰電池回收工藝

1、廢舊鋰電池的回收和綜合利用研究 摘要 鋰離子電池由于其本身所具有的諸多優(yōu)點，目前已廣泛的應用于手機、筆記本電腦、攝像機等便攜式設備中。文章綜述了國內外廢舊鋰電池回收處理的發(fā)展情況，介紹了廢舊鋰離子電池有價金屬回收技術，如濕法技術、干法技術等等。在我國電池的回收率很低，且存在諸多矛盾和問題，在此基礎上，文中提出了提高認識，建立健全廢電池回收利用網絡和管理體系以及政策法規(guī)等對策與建議。 關鍵詞 廢舊電池；回收利用；鋰離子電池 中圖分類號TQ 文獻標識碼A 文章編號 1007-1865（ 2011 ） 07-0084-01廢舊電池內含有大量的重金屬以及廢酸、廢堿等電解質溶液，如果隨意丟棄，廢舊電池滲

2、出的重金屬會造成江、河、湖、海等水體的污染，間接威脅人類的健康。因此，回收處置廢電池不僅處理了污染源，而且也實現(xiàn)了資源的回收再利用。目前動力電池主要是鎳氫電池和鋰電池2 種形式， 混合動力電池目前多采用鎳氫材料，但由于鎳氫電池的一些技術性能已經接近理論極限值，因此并不被認為是未來的發(fā)展方向。相對而言，鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、無記憶效應、自放電小、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，得到廣泛的認可。廢棄鋰離子電池中通常含鈷5%15%鋰 2%7% ，鎳 0.5%2% ，其回收再利用價值相對較高。鋰離子電池中還含有六氟磷酸鋰等有毒物質，會對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重污染，鈷、錳、銅等重金屬通過積累作用也會由生物

3、鏈危害人類自身， 極具危害性。 隨著鋰離子電池應用的越來越廣泛，回收鋰離子電池中的有價金屬、減少對環(huán)境造成的污染、緩解資源匱乏等問題，具有重要的社會意義和經濟意義。1 廢舊鋰離子電池有價金屬回收技術1.1 干法技術干法是將鋰離子電池還原焙燒分離出鈷、鋁，浸出分離鈷和乙炔黑。日本索尼公司和住友金屬礦山公司合作研究從廢舊鋰離子二次電池中回收鈷等的技術，其工藝為先將電池焚燒，再篩選去鐵和銅后，將殘余粉加熱并溶于酸中，用有機溶劑萃取可提出氧化鈷2 。ChurlKyoungLee 等 3 先把廢舊鋰離子電池破碎，再進行熱處理，將可燃材料變?yōu)闅怏w，留下LiCoO2 。在恒溫水浴中，加入硝酸、雙氧水溶解Li

4、CoO2 ，使得 Co和 Li 的浸出率均達到85% 。干法工藝相對簡單，但是能耗較高，電解質溶液和電極中其它成分燃燒容易引起大氣污染。1.2 濕法技術濕法是以無機酸溶液將廢舊電池中的各有價成分浸出后， 再以一定的方法加以回收。 ZhangPingwei 等 4 在 80 下用鹽酸浸出鋰離子二次電池正極料， Co 、 Li 的浸出率均大于99% ，之后用 PC-288A（ 2- 乙基己基磷酸 -單-2- 乙基己基醚）萃取Co ，反萃取后以硫酸鈷形式回收鈷。再加入碳酸鈉溶液，生成碳酸鋰沉淀，回收率接近80% 。 KudoMistuhiko 等 5 用酸浸出鋰離子電池正極廢料，往浸出液中加入兩性金

5、屬，使 Co2+ 變成 Co ，然后除去兩性金屬，獲得金屬 Co 。王曉峰等 6 先將電極材料在稀鹽酸中溶解， 再調節(jié) pH=4 ， 選擇性沉淀出鋁的氫氧化物，然后調節(jié)pH 至 10 左右，使鈷、鎳生成氨的配合物，再通入 O2 把 Co2+ 、Ni2+ 氧化，并將溶液通過離子交換樹脂，再用草酸鹽將Co 和 Ni 沉淀下來。吳芳7采用堿溶解電池材料，預先除去約90%的鋁，然后采用 H2SO4+H2O2體系浸出濾渣，浸出后的濾液中含有Fe2+、Ca2+、Mn2+等雜質，用 P204溶劑萃取得到鉆和鋰的混合液，然后用P507溶劑萃取分離鉆、鋰，反萃取后得到硫酸鉆，萃余液沉淀回收碳酸鋰，鋰的一次回收率

6、為76.5% 。濕法工藝能耗也較大，且工藝流程長，對設備要求高，成本較高，資源回收率較低。1.3 離子篩法處理鋰離子電池2003年武漢理工大學發(fā)明了一種用入-MnO2 離子篩從廢鋰離子電池中分離回收鋰的新方法，當年即被授予發(fā)明專利。步驟為：將電池解體去除外殼，將電池芯浸泡在鹽酸中使其充分溶解；調節(jié)體系的pH>10 ,過濾后得到含鋰離子的料液；用入-MnO2 離子篩處理料液，對鋰離子進行選擇性吸附分離，然后用鹽酸對吸附在離子篩中的鋰離子進行洗脫，蒸發(fā)洗脫液得到氯化鋰，向洗脫液中加入Na2CO3 ,加熱濃縮后得到碳酸鋰沉淀7。1.4 生物浸出工藝所謂微生物浸出工藝就是用微生物將體系中有用組分轉化為可溶化合物并選擇性地溶解出來，得到含金屬的溶液，實現(xiàn)目標組分與雜質組分分離，最終回收有用金屬的技術8。與傳統(tǒng)電池回收技術相比，生物浸出有基建投資少、操作成本低、對環(huán)境的污染小等優(yōu)點。但這是一個比較新的課題，還有去多問題需要解決，如菌種的選擇與培養(yǎng)，浸出條件的控制，金屬的生物浸出機理等。1.5 其它再生利用技術LiCoO2電極可以通過電化學還原技術將Co3+還原為Co2+ ,同時鋰從LiCoO2固體結