废旧锂离子电池正极材料再生技术现状

锂离子电池因具有高能量密度、高功率、低成本、优异的循环性能和较长的循环寿命等优点,已成为大部分可移动设备的储能装置。近年来,废旧锂离子电池的数量不断增加。废旧锂离子电池正极材料的再利用成为当前研究热点。介绍了废旧锂离子电池正极材料再生的研究现状,主要介绍了溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法、高温固相法和碳热还原法等再生锂离子电池正极材料的方法,分析了不同方法存在的优缺点,阐述了微波加热技术在废旧锂离子正极材料再生技术中的重要性。对未来废旧锂离子电池正极材料再生技术进行展望,提出了离子交换法再生三元锂离子电池正极材料的方法,以及微波加热技术对制备锂离子电池正极材料的重要性。     

废旧锂离子电池正极有价金属的回收研究

废旧锂离子电池材料的无害化处理对于资源综合利用及环境保护都具有重要的意义。对以废旧锂离子电池（18650型）的正极材料进行处理,通过选择性溶解法分离集流体与活性物质,再用硫酸+还原剂对活性物质进行浸出,最后用“水热-煅烧法”从浸出液中回收有价金属。采用X射线衍射分析电极材料及回收产物的物相,用扫描电子显微镜分析固态产物的形貌。采用化学滴定法与仪器测定法分析浸出液中金属离子的浓度并计算相应金属的浸出率。研究酸浓度、还原剂体积分数、浸出温度和时间、固液比因素对金属浸出率的影响。在硫酸浓度2.5 mol/L、双氧水体积分数10 %、浸出温度80 ℃、浸出时间80 min和固液比1:14 g/mL的条件下,镍、钴、锰的浸出率分别为93.82 %、99.53 %、14.88 %;从浸出液中制备出棒条状NiCo2O4。     

二级逆流浸出废旧锂离子电池正极片中的铝

利用二级逆流的方法浸出废旧锂离子电池正极片中的铝。考察了加料方式、碱浓度、碱分配比、温度对铝浸出率的影响。结果表明,在一级采用先加碱后缓慢加原料的方式,第二级碱浓度为15%,一、二级碱分配量分别占总碱量的40%和60%,一、二级反应时间分别为2 h,外界提供温度为95℃条件下,铝浸出率达98.0%。     

废旧锂电池正极材料中有价金属的回收工艺研究进展

随着新能源汽车、电子产品等产业的迅猛发展,其核心元件锂离子电池的需求量提升明显,但废旧锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题也日益严重。因此,对废旧锂离子电池的无害化处理和对其中稀缺的有价金属的有效回收利用已经成为国内外科研院所研究的热点及重点。本文综述了从废旧锂离子电池正极材料中提取有价金属的工艺:湿法回收工艺、火法焙烧-湿法冶金联合回收工艺、生物浸出回收工艺以及其他回收工艺。主要阐述了各种方法的原理及优缺点,指出了回收工艺的未来发展方向。      

锂离子电池及其正极材料的研究进展

根据收集到的材料,介绍锂离子电池的原理与性能,综述正极材料制备方面的研究成果.     

锂离子电池正极材料LiCoO2合成方法及其掺杂研究进展

概述了锂离子电池正极材料LiCoO2合成法及其掺杂研究进展，通过对LiCoO2目前存在的问题比如价格昂贵、有毒、实际容量低等缺点进行了分析，叙述了提高LiCoO2性价比的2种途径，探索出新的合成方法和掺杂元素。     

高温固相法再生废旧磷酸铁锂电池正极材料

通过强碱溶液浸泡过程分离废旧磷酸铁锂(LiFePO₄)电池中的正极材料与铝箔集流体,经过热处理、砂磨混合和高温焙烧实现了LiFePO₄的再生利用。采用XRD、SEM对再生样品的物相和形貌进行表征,结果表明,再生LiFePO₄材料颗粒分布在纳米尺度下,粒径分布均匀,无团聚现象。电化学性能测试结果表明,在0.1C和5C电流密度下,再生LiFePO₄放电比容量分别为165.2 和101.5 mAh/g; 在1C倍率下循环100次后,材料容量为150.1 mAh/g,保持率为97.85%,表现出较好的倍率和循环性能。该再生工艺简单、合成的材料电化学性能良好,为加快废旧磷酸铁锂电池回收和再生提供了新的借鉴。     

全球锂离子电池正极材料产业发展分析

从产业背景、发展现状和全球主要企业销量3个方面对锂离子正极材料产业发展进行了分析, 并结合国内发展动向, 提出了产业未来的发展方向, 为锂离子电池正极材料产业发展提供参考。     

动力型锂离子电池正极材料LiFePO4的产业化进展

从磷酸铁锂国内外主要厂商及其产能、国内外市场状况、产业化技术路线和产业化面临的问题及产业风险等几个方面综述了磷酸铁锂材料近年来在产业化方面的最新进展。介绍了LiFePO4产业化合成方法及其优缺点,并提出了磷酸铁锂电池材料产业化急需解决的问题。     

废旧锂离子电池化学放电试验研究

废旧锂离子电池退役后仍有电量残余,为便于安全、高效地开展废旧锂离子电池的综合回收利用,构建以硫酸钠、硫酸铜、硫酸锌溶液为放电介质的化学放电体系对废旧锂离子单体电池进行放电处理,探究不同介质、浓度、温度对放电效率的影响。结果表明,三种介质均可安全放电至0V,满足安全放电要求,其中硫酸钠溶液放电过程中介质无损耗,在50%饱和浓度时放电效率较高;三种介质低温环境下放电效率均极其缓慢,在工业化应用中,应采取措施避免环境温度对放电效率的影响。     

锂离子电池镍系正极材料的掺杂研究进展

综述了近年来通过元素掺杂改善镍系正极材料电化学性能的研究成果。阐述了不同元素掺杂改性的机理及其效果, 认为在优化合成条件的基础上, 目前元素掺杂是提高锂离子电池正极材料LiNiO₂电化学性能的最佳途径。     

锂离子电池正极材料LiFePO4制备技术研究进展

磷酸铁锂材料具有良好的循环性、热稳定性、环保性,在锂离子电池正极材料中已得到广泛研究.由于该材料电导率低、锂离子扩散速率慢等缺点影响其在电池领域的发展.介绍了锂离子电池正极材料磷酸铁锂的基本结构、制备方法以及针对其材料的不足而进行的材料改性方法,同时对目前磷酸铁锂材料存在的问题及前景进行了综述,分析了改善磷酸铁锂材料性...     

锂离子电池正极材料锂镍钴氧化物的研究

采用共沉淀法合成了镍钴氧化物前驱体,再与LiOH·H2O固相混合,在氧气氛下高温焙烧合成锂离子电池正极材料锂镍钴氧化物LiNi0.5Co0.5O2,对所得化合物进行了合成条件及电化学性能的研究;同时也进行了相关的XRD、SEM、CV表征研究。得到的LiNi0.5Co0.5O2化合物性能比较优良,其首次充电比容量可达157.6mA·h/g,放电比容量达142.8mA·h/g。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的湿化学合成研究进展

评述了乳化干燥法、共沉淀法、Sol-gel法及水热法等湿化学法合成LiFePO₄的研究进展。乳化干燥法具有原料来源广, 产物电化学性能优良, 制备方法简单等优点;共沉淀法具有反应时间短, 能耗低, 产物性能好等优点, 但原料的选择有一定的限制;Sol-gel法具有纯度高、颗粒细等优点, 其主要不足为凝胶干燥时收缩性大, 粉体材料的烧结性不好;水热法具有原料来源广泛, 制备工艺简单, 流程短, 操作容易, 易实现工业化等优点, 是值得进一步研究的制备方法。     

锂离子二次电池正极材料Li1＋xV3O8热处理

以熔融法合成了锂二次电池正极材料Ｌｉ１＋ｘＶ３Ｏ８，并考查了热处理温度和时间对其首次放电容量的影响。通过Ｘ射线衍射以及阻抗谱等手段分析了热处理影响材料性能的原因。     

稀土掺杂锂离子电池正极材料锂镍钴氧的研究

采用机械合金(Mechanical Alloying-MA)技术,固相掺杂稀土元素镧,在氧气气氛中高温焙烧合成锂离子电池正极材料锂镍钴氧化物,对所得化合物进行了稀土掺杂量及电化学性能的研究;同时也进行了相关的XRD、SEM、CV表征.得到性能比较优良的LiNi0.80Co0.2-xLaxO2(x=0.03)化合物.其首次充电比容量达168mA*h/g,放电比容量达152mA*h/g,进行10次循环以后,放电比容量仍然有143mA*h/g.     

废旧动力锂离子电池化学放电效率研究

在废旧动力三元锂电池的综合回收过程中,由于废旧动力电池残余电压的存在,在后续拆解、破碎过程中容易由于电池短路而大量放热,甚至可能出现爆炸等危险状况,引发事故。文中探究了废旧动力三元锂电池不同浓度下的化学溶液放电试验以及环境温度对放电效率的影响,为更高效的释放电能提供了有效数据支持。结果表明,采用金属性弱于铝的金属硫酸盐如硫酸铜、硫酸锌等溶液能有效缩短放电时间,同时较低的环境温度会大幅增加放电时间,为工业化放电产线的建设指明了方向。     

废弃锂离子电池正极材料酸浸出试验研究

以废弃三星手机锂电池正极活性材料为对象,将其经焙烧预处理后,采用氨基磺酸(NH_2SO_3H)溶液作为反应浸出剂,研究了不同试验条件下废弃锂电池正极活性材料的浸出行为,并对反应可能的产物和机理进行探索。试验结果表明:正极材料在450℃下焙烧1 h能够与集流体较好地分离,得到活性材料粉末;在酸浓度为0.75 mol/L,还原剂H_2O_2用量为2%.Vol,温度为80℃,固液比为10 g/L,反应时间为100 min时,钴、锂元素的回收率分别可达到93.05%和97.16%;同时分析可能生成的产物,当反应温度在氨基磺酸水解温度(60℃)以下时,产物为氨基磺酸钴,而超过60℃时,产物为硫酸钴。本研究实现了对废弃锂电池正极材料中的钴元素和锂元素的高效浸出,为进一步纯化分离钴和锂两种有价金属元素提供有利条件。     

水热法制备锂离子电池正极材料LiFePO4及其性能研究

以H3PO4,FeSO4·7H2O和LiOH·H2O为原料,采用水热法制备锂离子电池正极材料LiFePO4,并以葡萄糖为碳源对其进行碳包覆.考查了pH值、水热反应温度和反应时间等工艺条件对合成产物的结构、微观形貌和电化学性能的影响.结果表明,pH值对水热反应合成LiFePO4有很大的影响,当前驱体pH值为7左右时能得到较纯的LiFePO4.260℃水热反应4 h所合成的LiFePO4碳包覆后的电性能最好,0.1C倍率下首次充放电比容量分别为152和146 mAh/g.     

焙烧对废旧三元锂离子电池电极混料浮选分离的影响

考察了焙烧温度与时间对废旧三元锂离子电池电极混料可浮性的影响,并通过分析焙烧前后的粒度分析、热重分析以及X射线光电子能谱分析（XPS）阐释了其影响机制。结果表明：焙烧可以有效分解聚偏氟乙烯（PVDF）粘结剂与残留电解质,从而消除其对正负极颗粒表面的覆盖,显化正极金属化合物与负极石墨间的表面亲疏水性差异,提高浮选效果;500℃焙烧60min的条件下达到了最好的综合效果,此时电极粉料的烧失量为13.24%,正、负极材料的产率分别达到了58.97%和27.79%,灰分分别为94.21%和13.94%,贵金属（Li、Ni、Co、Mn）综合回收率分别为94.04%和5.96%,品位分别为39.55%和5.32%。热重分析表明,PVDF的主要分解温度区间为430~580℃,而当温度超过580℃后,则主要以石墨的燃烧分解为主。XPS分析进一步展示了PVDF和残留电解液的分解特性,且表明在焙烧温度达到600℃后,尽管PVDF的分解更为彻底,但同时造成了负极石墨材料的大量烧失。