退役锂离子电池电化学还原浸出及热力学研究

近年来锂离子电池的需求量快速增长,产生了大量退役锂离子电池（LIBs）。回收退役LIBs对保障中国的清洁能源安全具有重要意义。电化学浸出退役LIBs正极材料是一种绿色经济的回收方法。目前,电化学法回收退役LIBs存在浸出时间长、电流效率低、槽压高的问题。基于此,提出了一种牺牲阳极的电化学还原回收退役LIBs的方法。该方法以退役LIBs正极材料为阴极,以铜板为阳极,在盐酸体系下进行电化学浸出。在最佳条件下锂离子和钴离子的浸出率均达到99.9%、电流效率高达99.8%、槽压小于0.427 V。使用基于Eh-pH和Matlab的热力学计算方法,对电化学还原浸出体系进行了热力学研究。研究结果表明,温度升高,配合物种类增多、配位物种占比增大,有助于浸出反应平衡正向移动。     

机械化学法回收废旧锂离子电池正极材料中有价金属的研究进展

随着锂离子电池(LIBs)大规模退役,废旧电池对环境的二次危害已成为一个亟待解决的问题,且其中的有价金属回收受到了广泛关注和研究。针对LIBs回收工艺的最新进展进行了综述,分析总结了火法冶金、湿法冶金等回收工艺存在的问题。重点对机械化学法(MC)回收正极材料中有价金属的现状进行全面分析和梳理,包括机械化学技术回收磷酸铁锂(LFP)、钴酸锂(LCO)、镍钴锰三元锂(NCM)、锂锰氧化物(LMO)等正极材料方面的研究,为LIBs回收工艺进展提供了参考。     

湿法冶金回收废旧锂电池正极材料的研究进展

全球电动汽车和智能手机市场的逐年扩大,直接促进了全球锂离子电池市场规模的增加,锂离子电池的回收与再利用具有重要的经济和社会价值。本文综述了废旧锂离子电池正极材料的主要回收方法,包括梯次利用法、火法冶金法、湿法冶金法和直接回收法,重点综述了湿法冶金法的工艺流程和重要步骤,介绍了机械处理与正极材料浸出、浸出液的回收利用、有价值金属产物的再生合成的研究进展,最后对湿法冶金综合回收废旧锂电池正极材料的未来发展进行了展望。     

退役锂离子电池湿法回收生命周期和经济评价

锂离子电池（LIBs）具有能量密度高、输出功率大等优点被广泛应用,随之产生了大量退役LIBs。近年来,退役LIBs回收再利用逐渐受到了人们的关注,但目前回收体系尚不完善,存在发展动力和科学技术等方面的问题。从生命周期评价（LCA）和经济性评价两方面对典型的盐酸、硫酸-双氧水和电化学浸出3种回收方法进行分析讨论。使用SimaPro 9软件对回收过程进行生命周期评价,得到全球变暖潜能值、非生物资源耗竭潜能值和资源消耗量等,结果表明酸用量和能量消耗为主要的环境影响因素;并对回收再利用过程（包括预处理、浸出、再制备）进行经济性分析,得到相应的收益情况。结果表明,目前回收成本较高,整体呈现亏损状态。基于此,提出了相应的优化建议。     

退役锂离子电池中有价金属回收研究进展

锂离子电池被广泛应用于电子产品、电动汽车和大规模储能材料等多个领域。随着电动车市场的快速发展,其使用量还将显著增加,随之产生数量极大的退役锂离子电池。退役锂离子电池的回收利用可以避免环境污染和资源浪费,尤其对实现锂资源供需平衡具有重要意义。综述了退役锂离子电池中有价金属元素回收技术研究现状,探讨了该领域未来发展方向。电池安全高效拆解技术与装备、有价元素整体化回收技术、电极材料再制备工艺以及避免二次污染环境是未来退役锂离子电池循环利用领域值得关注的重点。     

废旧锂离子电池回收工艺研究进展及其安全风险分析

随着锂离子电池(LIBs)市场的快速增长，探索回收退役LIBs的有效策略已成为迫在眉睫的问题。未来，资源化回收将受到广泛关注。资源化回收既可以解决有价金属锂、镍、钴、锰资源短缺的问题，又可抑制废旧电池堆积而引起的危害，但运输、存储以及金属富集过程中的安全性问题仍得不到保障。针对退役电池回收工艺研究进展进行综述，重点对整个回收过程，包括运输存储、预处理、金属富集等步骤进行了全过程安全风险分析。通过对退役电池回收过程中的安全风险进行全面分析和梳理，旨在为国内外企业后续的电池回收方案提供参考。     

废旧三元锂离子电池回收技术研究新进展

随着锂离子电池产业的发展，退役三元锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题日益严重。数量庞大的废旧三元锂电池材料蕴含丰富的锂、镍、钴等有价元素，潜在资源量巨大，回收经济价值高，系统地开展废旧三元锂电池材料的回收及再生技术，将有助于防治废旧电池污染、缓解镍钴锂资源短缺压力，促进我国锂电池产业的良性发展。本文介绍了废旧三元锂离子电池中正极、负极材料、电解液回收的研究现状，主要包括正极材料的预处理、酸浸、碱浸出与材料再生、石墨和铜箔回收、电解液回收，着重介绍现阶段材料的制备方法和工艺，简要比较了各种工艺路线的优缺点，探讨了当前废旧三元锂离子电池回收存在的关键共性问题，并提出绿色环保、短流程、低成本、自动化的废旧三元锂离子电池回收利用发展思路。     

退役锂电池正极材料资源化回收技术研究进展

新能源汽车产业快速发展带动锂离子电池消费不断增加，直接导致用于生产电池材料的钴、锂、镍等能源金属严重短缺。未来退役锂离子电池产量将呈指数增加，其资源化回收受到广泛关注。资源化回收不仅可以缓解电池材料紧缺现状，还解决了废旧电池堆积而引起的危害。本文针对退役锂离子电池放电预处理和湿法、火法两种资源化回收工艺最新研究现状进行了综述，并就未来发展趋势进行了讨论。在现有火法回收工艺基础上提出一种利用高温熔融冶炼渣处理废旧锂离子电池回收有价金属的新方法，通过添加适宜的氯化剂将渣中锂转化为高温易挥发的LiCl，实现从烟尘中富集并高效回收锂的新思路，解决了传统火法工艺需从渣中对锂进行二次提取的技术缺陷。     

新能源汽车动力电池正极材料回收技术进展

综合分析了我国新能源汽车废旧锂电池正极材料的回收再生技术现状，主要包括废旧锂离子电池的预处理工艺、有价金属的选择性提取工艺及锂离子电池正极材料的再合成工艺，并对工艺中各种方法进行对比，分析了优缺点。最后对废旧锂离子电池回收技术发展趋势进行了展望。     

湿法回收退役三元锂离子电池有价金属的研究进展

近年来，随着三元体系锂离子电池市场份额的快速增加，退役三元锂离子电池将在未来出现爆发式增长，因此，回收三元锂离子电池电极材料中高价值的钴、镍、锂等有价金属成为电池行业的又一研究热点。本文详述了湿法回收三元电池电极材料有价金属的工艺流程和主要方法，重点介绍了有价金属的浸取方法、金属的分离提取、再合成利用和浸取动力学机理的研究进展，比较了工艺流程中不同处理方法的优缺点。并对回收退役三元电池材料的有价金属作了经济性分析，结果表明，三元电池材料有价金属回收具有可观的经济效益。最后对湿法回收三元电池材料中的有价金属方法进行总结，并简述了未来湿法回收处理方法的重要技术，包括化学纯化、自动化拆解以及完善的分类回收技术等，为未来三元电池材料回收技术发展提供参考。     

废旧锂离子电池负极材料再生和利用进展

随着电动汽车市场的蓬勃发展,将产生大量的废旧动力电池。考虑到有害废弃物对环境的污染以及资源的稀缺,废旧锂离子电池的回收具有重要的经济价值和现实意义。近年来正极材料（比如高价值金属钴、镍和锂等）的回收已经取得了可观的进展,但对附加值较低的负极材料（主要是石墨）的再生却鲜有提及。然而,考虑到碳材料的广泛应用,负极中高于环境丰度的锂含量,有关负极材料的回收自2016年来也引起了重视。因此,总结了锂离子电池石墨负极材料回收的研究进展,从能源、环境和资源成本等角度分析了包括直接物理回收、热处理回收、湿法回收、热处理和湿法回收相结合、萃取法和电化学法等各个回收路线的优势和不足;此外,对回收负极材料在储能和制备功能材料领域的再利用做出扼要重述。在此基础上,提出了回收锂离子电池石墨负极的挑战和未来前景,指出负极的回收应从绿色化学的理念出发,设计低能耗、环境友好的回收路线。     

废锂离子电池中锂提取技术研究进展

作为一种关键原材料,锂是生产新能源汽车锂离子电池必需的战略金属。随着新能源汽车产业的快速发展,对锂的需求量持续骤增。然而,我国锂矿石等一次资源储量低,对外依存度目前已高达70%,难以满足快速增长的市场需求,供需矛盾日渐突出。因此,高效清洁提取废锂离子电池中的锂必将成为锂资源的重要补充,对有效避免废锂离子电池对生态环境和人体健康的二次污染风险、保障战略金属锂的安全供给和新能源汽车行业的可持续发展意义重大。鉴于湿法冶金具有回收率高、回收产物纯度高、能耗低等优点,本研究综述了近年来以湿法冶金为主提取废锂离子电池中锂的研究进展,重点分析了废锂离子电池预处理、浸出、锂分离与提取的主要方法及其优缺点,并提出了进一步强化选择性提取锂相关技术研发及废锂离子电池全组分清洁利用的建议,同时对废锂离子电池回收工艺的发展趋势及前景进行了展望。     

热力学研究在锂离子电池回收中的应用

废旧锂离子电池的回收是近年来资源回收研究领域的热点,但相关回收体系的理论基础研究仍然较为薄弱。其中在热力学研究方面,研究者们大多仍以经典冶金物理化学理论为指导,并借助E-pH图、优势区域图等方法开展研究。本文对该领域已有的较为典型的热力学研究进行综述,详细阐述了热力学研究对废旧锂离子电池常规回收工艺的指导作用以及对三元正极废料选择性提锂、磷酸铁锂正极废料选择性提锂和失效电池材料再生修复等新技术开发的启发性作用。同时,基于对现有锂离子电池回收体系热力学研究的总结和评述,指出了未来锂离子电池回收体系热力学研究亟待解决的关键问题和发展方向。     

Technology for recycling and regenerating graphite from spent lithium-ion batteries

With the annual increase in the amount of lithium-ion batteries (LIBs), the development of spent LIBs recycling technology has gradually attracted attention. Graphite is one of the most critical materials for LIBs, which is listed as a key energy source by many developed countries. However, it was neglected in spent LIBs recycling, leading to pollution of the environment and waste of resources. In this paper, the latest research progress for recycling of graphite from spent LIBs was summarized. Especially, the processes of pretreatment, graphite enrichment and purification, and materials regeneration for graphite recovery are introduced in details. Finally, the problems and opportunities of graphite recycling are raised.     

Effective stripping and reutilization of LiFePO4 cathode waste from retired lithium ion batteries

The recycling of retired lithium ion batteries (LIBs) plays a vital role in alleviating the energy crisis and preventing secondary pollution. However, the unstable properties of waste materials greatly restricts the reuse of recycled materials in the industrial energy domain. Herein, we applied water as stripping solvent to effectively dispose of lithium iron phosphate (LiFePO₄) cathode scrap. The results showed that the stripping rate of cathode scrap could reach more than 92%, and the recycling did not give rise to any impact on the structure of the cathode material under optimized condition. The molar ratios of elements were signed as n (Li): n (Fe): n (P) = 5 : 4.6: 4.95 by inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP-OES) and energy disperse spectroscopy (EDS). The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM) showed that the PVDF was completely invisible after sintering. The LiFePO₄ materials calcined at different temperature for 10 h under argon atmosphere showed excellent constant current charge-discharge performance and good cycle life, which reflected the stability of the olivine structure. The LiFePO₄ cathode material directly calcined at 650 °C for 10 h exhibited the best charge-discharge specific capacity with a high Coulombic efficiency of 99.2%. Cyclic voltammetry (CV) tests showed that the re-sintered LiFePO₄ material had a less redox polarized potential compared with the retired LiFePO₄ material. The non-structure-damaging recycling mode also provides a green and effective direction for the recovery and recyclability of retired LiFePO₄.     

锂硫电池正极复合材料研究现状

锂硫电池由于其高理论能量密度(2600W·h/kg)而受到了广泛的关注,是极具应用前景的电池体系.硫基正极材料作为锂硫电池的重要组成部分,是提高电池性能的关键.然而锂硫电池还存在一些问题,如硫的利用率低及正极结构的稳定性差等.本文综述了近几年锂硫电池硫正极复合材料的研究现状,分别从硫/碳复合、硫/导电聚合物复合、硫/氧化物复合3个方面进行介绍,指出了未来锂硫电池正极材料要注意结合硫/导电聚合物及硫/氧化物的优势并注重材料结构的设计,向核壳或类核壳结构方向发展的趋势,同时还要提高载硫量,提高循环稳定性,以获得高性能的锂硫电池.