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废旧锂离子电池有价金属资源化利用的转化过程和潜在环境影响

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储能科学与技术 2024年第6期13卷 1861-1870页

作者：张玉超张凤姣娄伟昝飞翔王琳玲盛安旭吴晓辉陈静长江流域多介质污染协同控制湖北省重点实验室华中科技大学环境科学与工程学院湖北武汉430074 湖南省工业固废资源化与安全处置工程技术研究中心湖南长沙410032

随着新能源电动汽车市场的高速发展,产生了大量亟待处置的废旧锂离子电池。废旧锂离子电池正极材料中的有价金属含量丰富,具有巨大的回收价值,但回收过程中也会产生潜在的二次污染,对生态环境和作业工人产生危害。本文根据废旧锂离子电... 详细信息

随着新能源电动汽车市场的高速发展,产生了大量亟待处置的废旧锂离子电池。废旧锂离子电池正极材料中的有价金属含量丰富,具有巨大的回收价值,但回收过程中也会产生潜在的二次污染,对生态环境和作业工人产生危害。本文根据废旧锂离子电池的组成和结构,深入分析了正极材料有价金属在预处理、回收和再生三个环节中的转化历程和机制,讨论了杂质元素的干扰和响应对策。重点分析了预处理过程中电解质、有机黏结剂以及集流体铝箔对正极材料分离的影响,探讨了正极材料有价金属在回收和再生过程中的反应机制,包括传统的火法、湿法回收和新兴的再生工艺,从回收效率、能/物耗、环境影响等多个角度总结了工艺的特点。最后,对废旧锂离子电池正极材料资源化利用的发展方向和前景进行了展望。本文旨在为正极材料有价金属的高效资源化利用方法提供研究思路和选择依据。

关键词：废旧锂离子电池资源化有价金属反应机制环境影响

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废旧锂离子电池真空碳热还原挥发提锂

有色金属（冶炼部分） 2024年第5期 39-45页

作者：张婷婷蒋搏涛田野范文刚史思敏查伊健安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243032 安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243032

从废旧锂离子电池中优先提锂可缩短锂的回收流程,是提高锂综合回收率的重要手段,真空还原法可为实现该目标提供新思路。以经拆解后的废旧锂离子电池正、负电极为原料,提出了真空碳热还原挥发提锂的方法,在高温高真空度条件下,利用废旧... 详细信息

从废旧锂离子电池中优先提锂可缩短锂的回收流程,是提高锂综合回收率的重要手段,真空还原法可为实现该目标提供新思路。以经拆解后的废旧锂离子电池正、负电极为原料,提出了真空碳热还原挥发提锂的方法,在高温高真空度条件下,利用废旧锂离子电池的石墨负极为还原剂,将三元锂离子电池中的Li_(2)O转化为Li蒸气,挥发并冷凝回收。结果显示:在真空度28 Pa、1200℃保温4 h的优化条件下,锂挥发回收率可达到99.76%。本研究对于废旧锂离子电池真空提锂新技术的开发具有指导作用。

关键词：废旧锂离子电池真空提锂碳热还原锂

废旧锂离子电池回收过程中钙镁渣制备电池级碳酸锂研究

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矿冶工程 2024年

作者：陈亮向长柳周曜易晓新胡泽星金驰能源材料有限公司湖南长远锂科股份有限公司

以废旧锂离子电池回收过程中产生的钙镁渣为原料,通过复分解浸出-净化-沉锂-碳化分解工艺制备电池级碳酸锂。结果表明,在MgSO4·7H2O用量为理论量的1.1倍、初始pH值1.5、反应时间2.0 h、固液比1∶6、反应温度90℃、终点pH值3.5条件下,L... 详细信息

以废旧锂离子电池回收过程中产生的钙镁渣为原料,通过复分解浸出-净化-沉锂-碳化分解工艺制备电池级碳酸锂。结果表明,在MgSO4·7H2O用量为理论量的1.1倍、初始pH值1.5、反应时间2.0 h、固液比1∶6、反应温度90℃、终点pH值3.5条件下,Li浸出率为98.39%,浸出液中Li质量浓度为18.03 g/L。浸出液通过树脂除氟、碱液除杂、碳酸钠沉锂,制备出纯度为95.11%的粗制碳酸锂。粗制碳酸锂通过碳化-树脂除钙镁-热解工艺制备出纯度为99.64%的电池级碳酸锂。该工艺锂回收率为95.08%,经济价值高,具有良好的工业应用前景。

关键词：废旧锂离子电池浸出净化碳化分解电池级碳酸锂电池回收钙镁渣

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废旧锂离子电池关键组件回收技术研究进展

化工环保 2024年第4期44卷 469-478页

作者：刘文蕊中石化(北京)化工研究所有限公司北京100013

我国锂离子电池废弃量巨大,如不能对其进行妥善处理,会造成严重的环境污染和资源浪费。本文从分析废旧锂离子电池的结构入手,综述了其关键组件回收技术的研究进展,分析了各回收方法的优势和不足,重点讨论了正极材料、负极材料和电解液... 详细信息

我国锂离子电池废弃量巨大,如不能对其进行妥善处理,会造成严重的环境污染和资源浪费。本文从分析废旧锂离子电池的结构入手,综述了其关键组件回收技术的研究进展,分析了各回收方法的优势和不足,重点讨论了正极材料、负极材料和电解液的回收方法。最后,展望了未来废旧锂离子电池回收行业的发展方向,并针对回收技术的大规模市场应用提出了建议。

关键词：废旧锂离子电池有价金属石墨电解液回收利用

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废旧锂离子电池回收与再利用研究

废旧锂离子电池回收与再利用研究

作者：郑泽强东莞理工学院

学位级别：硕士

随着新能源产业发展以及电子产品的快速更迭,每年产生的废旧锂离子电池数量不断增加,迫切需要探索废旧锂离子电池正极材料再生和升级循环解决方案,减少环境污染,促进有色金属资源再利用,以满足对高能正极材料的需求。因此,本文采用废旧... 详细信息

随着新能源产业发展以及电子产品的快速更迭,每年产生的废旧锂离子电池数量不断增加,迫切需要探索废旧锂离子电池正极材料再生和升级循环解决方案,减少环境污染,促进有色金属资源再利用,以满足对高能正极材料的需求。因此,本文采用废旧锂离子电池正极材料的回收再生与改性策略相结合,研究废旧正极钴酸锂材料转化为高电压钴酸锂材料、贫镍NCM材料升级再生为NCM523材料等等,具体的研究内容如下:（1）通过预处理、低温氯化热解和水浸步骤,从废旧锂离子电池中回收钴和锂元素。此外,还采用掺杂镍的改性方法,将回收材料转化为高电压钴酸锂（LCO）增强型正极材料。将其组装成扣式半电池进行衡量电化学储锂性能,结果表明,在不同掺Ni水平的LCO电化学测试中,RLCNO在0.5 C下的初始容量为185.28 mAh/g,循环50次后的容量保持率为86.3%,在2 C时的容量保持率为156.21 mAh/g。掺杂镍增强了LCO的结构和界面稳定性,抑制了高压下的不可逆相变,从而获得优异的电化学性能。（2）通过利用LiHPO和Mg（OH）的原位反应,在再生LCO的表面包覆一层LiPO,并在此过程中实现Mg的表面掺杂。由于LiPO包覆层具有良好的离子导电性和电化学稳定性,能够有效防止LCO材料在高电压下的结构破坏和电解液的不良反应,从而提高电池的循环性能和倍率性能。同时,Mg的表面掺杂改善LCO的结构稳定性,促进锂离子的嵌入和脱出过程,进一步改善了其电化学储锂性能。通过电池性能测试表明,2wt%LMP-LCO在0.5C的电流密度下经过100次循环保持了171.10mAh/g,容量保持率远高于Bare-LCO,且具备优异的倍率性能,2C下表现出161.09mAh/g。（3）通过LiOH-LiSO-NaSO三元熔盐再生方法,将废旧的贫镍NCM正极材料转化为NCM523正极材料材料。通过ICP、XRD、SEM、TEM等一系列表征手段可知,经过熔盐处理,有效补充废旧NCM材料缺失的Li元素,并消除退化的晶格结构,包括尖晶石和岩盐相,有效修复其晶体结构。其中RNCM523-10h在电流密度0.5C下循环首圈放电比容量为148.42mAh/g,50次循环容量保持率达到87.12%,且表现出良好的倍率性能,2C下仍有108.43mAh/g的容量,接近于商业NCM523的水平。

关键词：废旧锂离子电池钴酸锂正极改性再生倍率性能

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废旧锂离子电池放电方案的试验分析

厦门理工学院学报 2024年第3期32卷 88-95页

作者：林彩凤刘翔宇王越王振鹏程前厦门理工学院环境科学与工程学院福建厦门361024

以废旧手机锂离子电池为研究对象,分析不同放电方案下废旧锂离子电池的放电效果,并对最佳放电溶液中Li、Co等金属离子的含量以及滤渣成分进行表征。研究表明,当NaCl质量浓度为10%时,放电1 h放电率约54%;石墨掩埋和铜粉掩埋2.7 h最高放... 详细信息

以废旧手机锂离子电池为研究对象,分析不同放电方案下废旧锂离子电池的放电效果,并对最佳放电溶液中Li、Co等金属离子的含量以及滤渣成分进行表征。研究表明,当NaCl质量浓度为10%时,放电1 h放电率约54%;石墨掩埋和铜粉掩埋2.7 h最高放电率分别为35.96%和12.34%,且存在电压反弹现象,石墨粉和NaCl溶液混合可增强放电效果。最佳放电方案为,在120 r·min^(-1)搅拌的条件下,将废旧锂离子电池浸泡在10%NaCl溶液与40 g·L^(-1)80目石墨粉的混合溶液中,放电80 min,放电率为81.87%。过滤放电溶液并用ICP-OES分析滤液,结果表明,滤液含Li、Co离子,且Li、Co离子质量浓度随放电时间的延长而增加,放电80 min后,Li、Co的离子质量浓度分别为0.128、0.01 g·L^(-1),之后变化缓慢;用FT-IR表征烘干后的滤渣,其主要成分为石墨,未检测到有机物杂质;Li、Co离子质量浓度以及石墨粉成分的变化为放电溶液的重复利用并从中回收有价金属提供参考。

关键词：废旧锂离子电池放电方案放电率化学放电法物理放电法石墨粉和NaCl溶液混合介质

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废旧锂离子电池湿法冶金回收工艺进展

浙江化工 2024年第7期55卷 31-36页

作者：潘曜灵陆剑伟郑灵霞甄爱钢邱璨杨余申李王军郑华均浙江工业大学浙江杭州310014 浙江天能新材料有限公司浙江湖州313103

废旧锂离子电池中含有大量的钴、镍、锂等有价金属,具有非常高的回收价值。本文综述了废旧锂离子电池的湿法冶金回收工艺,包括预处理、有价金属浸出和有价金属分离提纯等,最后对废旧锂离子电池湿法冶金回收工艺进行展望。

关键词：废旧锂离子电池湿法冶金回收工艺浸出分离提纯

功率超声对废旧锂离子电池资源化回收利用过程的影响研究进展

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化工进展 2024年第1期43卷 514-528页

作者：卜祥宁任玺冰童正倪梦茜倪超谢广元中国矿业大学煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学化工学院江苏徐州221116

近些年,随着电动汽车行业的快速发展,电动汽车动力电池常用的锂离子电池废弃物保有量也随之激增。废旧锂离子电池的资源化回收利用不仅可以避免固废堆放导致的环境问题,还可以为新电池的制造提供原材料。功率超声被证明是强化废旧锂离... 详细信息

近些年,随着电动汽车行业的快速发展,电动汽车动力电池常用的锂离子电池废弃物保有量也随之激增。废旧锂离子电池的资源化回收利用不仅可以避免固废堆放导致的环境问题,还可以为新电池的制造提供原材料。功率超声被证明是强化废旧锂离子电池资源化回收利用的一种有效手段,独特的物理和化学效应是产生强化效果的主要机制。本文在介绍超声空化理论的基础上论述了超声波强化废旧锂离子电池资源化回收利用的路径,并综述了超声波辅助技术在废旧锂离子电池金属集流体表面电极材料剥离过程、电极材料资源化回收过程、电极材料修复过程中的应用与研究进展。最后,论述了超声波辅助技术在工业化应用中存在的不足,展望了超声波在废旧锂离子电池资源化回收利用中工业化应用的前景。

关键词：废旧锂离子电池分离回收修复超声波

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电化学回收废旧锂离子电池正极金属的研究进展

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化工技术与开发 2024年第3期53卷 71-79页

作者：谢彦宇李立平广东光华科技股份有限公司广东汕头515000

大量锂离子电池的退役将带来环境污染和资源浪费等问题。电化学工艺具有高效、高选择性、化学试剂消耗少等优点,是从电池材料中回收金属资源领域的研究热点。本文介绍了几种回收锂离子电池正极材料的电化学工艺,包括电渗析法、水溶液电... 详细信息

大量锂离子电池的退役将带来环境污染和资源浪费等问题。电化学工艺具有高效、高选择性、化学试剂消耗少等优点,是从电池材料中回收金属资源领域的研究热点。本文介绍了几种回收锂离子电池正极材料的电化学工艺,包括电渗析法、水溶液电解、熔盐电解及直接锂化再生等,对这些方法的优势与不足进行了总结,并展望了应用电化学技术回收废旧锂离子电池正极材料的发展前景。

关键词：废旧锂离子电池正极材料电化学方法金属回收