鋰離子電池的正負(fù)極材料回收技術(shù)探索

來源：存能電氣  日期：2020-01-16 14:46  瀏覽量：次

鋰離子電池的正負(fù)極材料回收技術(shù)探索。鋰離子電池由于其比能量高、安全性高能和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備和新能源汽車上，這必然產(chǎn)生大量的廢舊鋰離子電池。因此研究廢舊鋰離子電池中高價(jià)值金屬的回收利用技術(shù)，已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

鋰離子電池經(jīng)過500~1000次充放電循環(huán)之后，其活性物質(zhì)就會(huì)失去活性，導(dǎo)致電池的容量下降而使電池報(bào)廢，鋰離子電池的廣泛使用勢(shì)必帶來大量的廢舊電池，如若對(duì)其隨意丟棄不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，更是對(duì)資源的浪費(fèi)。

鋰離子電池中含有較多的鈷、銅、鋰、鋁、鐵等金屬資源，其中鈷、銅及鋰的含量最高分別達(dá)到20%、7%胡饒3%。如果能將廢舊鋰離子電池中的經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的金屬加以回收利用們無論從環(huán)保方面還是總院的循環(huán)利用方面來講，都具有重大的意義。

鋰離子電池正負(fù)極材料回收技術(shù)

一、正極材料的回收

首先得將正極活性物質(zhì)與導(dǎo)電集流體鋁箔有效分離，才能實(shí)現(xiàn)正極材料的回收，目前常用的方法有：①刮片；②高溫焚燒；③有機(jī)溶劑溶解；④電解剝離。

鋰離子電池以含鋰的化合物作正極，只有鋰離子無金屬鋰。通常為錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰等材料，目前大部分的鋰離子電池正極的活性物質(zhì)仍采用鈷酸鋰，因鎳鈷錳酸鋰結(jié)合了錳酸鋰和鈷酸鋰兩者材料的優(yōu)勢(shì)，吸引了眾多研究者的興趣，作為電動(dòng)自行車和電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池頗具潛力。

隨著這種不可再生礦產(chǎn)資源的耗竭，且正極材料占電池總成本的40%，如果將正極材料中的鈷、鎳、鋰等重金屬進(jìn)行有效回收，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)利用，既可以緩解礦產(chǎn)資源危機(jī)又實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)還將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

二、負(fù)極材料的回收

鋰離子電池負(fù)極材料的種類繁多：①金屬材料：如鋰金屬；②無機(jī)非金屬材料：主要是碳材料、硅材料及其他非金屬的復(fù)合材料；③過渡金屬氧化物：目前應(yīng)用較多的是碳、石墨類和非石墨類碳材料。鈦酸鋰因具有非常優(yōu)異的循環(huán)壽命、安全性和倍率性能，也可作為負(fù)極材料在電動(dòng)汽車上使用，主要的缺點(diǎn)是會(huì)降低電池的能量密度。

一些公司開發(fā)用錫合金作負(fù)極材料，但仍處于研究階段應(yīng)用較少。導(dǎo)電集流體使用厚度7——15μm的電解銅箔可以回收其中的銅，對(duì)于粘附于其上的碳粉也可回收用作塑料、橡膠等的添加劑。因此首先得對(duì)廢鋰電池負(fù)極組成材料進(jìn)行有效分離，最大限度地實(shí)現(xiàn)廢鋰電池資源化利用。

鋰離子電池回收所面臨的困境

1.人們對(duì)廢舊鋰電池回收的意識(shí)薄弱

2.廢舊鋰電池回收處理復(fù)雜，成本高

3.政府扶持力度不夠

廢舊鋰離子電池的資源化或無害化處置，是國際市場(chǎng)對(duì)我國鋰離子電池工業(yè)的客觀要求，失效電池早已被歐美等發(fā)達(dá)國家列入危險(xiǎn)固體廢舊物。雖然鋰離子電池的循環(huán)回收已經(jīng)引起了國家相關(guān)部門的高度重視，但執(zhí)行力度不夠，加之民眾環(huán)保意識(shí)淡薄，至今尚未建立系統(tǒng)化管理模式與處理系統(tǒng)。