退役锂离子电池湿法冶金回收技术研究进展

近年来,随着锂离子电池的广泛应用,产生了大批量退役锂离子电池。退役锂离子电池含有有毒物质和贵重金属,若不进行有效处理会造成环境污染和资源浪费,因此研究退役锂离子电池的回收工艺具有重要的意义。综述了退役锂离子电池湿法冶金回收技术的研究进展,包括退役锂离子电池的预处理、浸出、萃取分离和再生等方法,并对锂离子电池回收工艺的发展进行了展望和建议。     

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。     

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。     

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。     

退役锂离子电池正极材料直接回收的研究现状和展望

随着全球各国大力发展新能源汽车产业,以锂离子电池（LIBs）为主的动力电池数量急剧增长。然而,LIBs的使用寿命有限,早期装机的LIBs在近几年已达到其退役要求。大量的退役电池亟需有效地回收处理,否则会对环境和人类造成危害,同时导致贵金属资源的流失。传统的电池回收技术以火法和湿法回收为主,能够实现对退役LIBs各种成分的精细化回收及再利用,但通常污染大、能耗高、回收周期长。因此,亟需开发绿色、节能、高效的LIBs回收技术。近年来,新兴的电池材料直接回收技术因工艺简单、碳排放少、能耗低、回收周期短等优势而备受关注。综述了目前主流的正极材料直接回收技术及其优缺点,分析了其在低成本、低能耗等方面的贡献,并对正极材料的功能化及LIBs闭环回收的最新进展做了介绍。最后,展望了退役LIBs正极材料及其他组分回收再利用的前景和发展趋势,旨在为电池回收领域研究提供参考。     

湿法锂离子电池隔膜的研究进展

聚乙烯(polyethylene,简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-100～-70℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性优良,是制作锂离子电池隔膜最好的材料,经过与白油混合制浆后,经过铸片、拉伸、二萃取等工序,形成纯PE隔膜。     

锂离子电池发展趋势及回收工艺对比

锂离子电池,是以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称,是一种二次电池,是通过锂离子在正极和负极之间脱嵌、嵌入来工作的。随着全球低碳减排意识的增强,许多国家正积极摆脱对传统能源的依赖。锂离子电池作为新能源的关键技术,也受到了越来越多的关注。近年来,人们对锂离子电池性能提出了更高的要求,锂离子电池也在高电容量、高倍率性能、高安全性方面得到了快速的发展,一批批具有优越性能的正、负极材料应运而生。锂离子电池的使用周期在6～8年,现主要的回收工艺包括梯次利用、资源再生等技术。     

废旧锂离子电池回收处理的研究进展

随着新能源行业的飞速发展,锂离子电池的使用量迎来了爆发式增长。由于锂电池使用寿命一般在3～5年,因此对废旧锂离子电池进行回收处理势在必行。本文总结了近几年废旧锂离子电池回收处理的研究进展。     

采用湿法技术从废旧锂离子电池中回收有价金属

采取湿法回收技术对废旧锂离子电池进行处理,研究了回收铝、钴、锂金属元素的工艺条件.在90℃时,用10%NaOH浸出铝,其浸出率达到96%.在温度90℃、4mol·L-1H2SO4、固-液比1:8、反应时间100min的浸出条件下,钴、锂浸出率为92%.利用NaHCO3和Na2CO3,为沉淀剂,从酸浸出液分别制备得到Co...     

废旧锂离子电池回收处理技术与资源化再生技术进展

近年来,随着消费电子商品、电动车和大规模储能市场的快速发展,作为目前占据最多市场份额的锂离子电池的产量也随之快速增长,随之产生的废旧锂离子电池的数量和重量呈现出了井喷式的上涨。从其巨大的数量、环境保护和资源再生的角度来看,废旧锂离子电池都具有很高的回收价值和潜力。本文主要从实验室研究和工业应用两个角度总结了目前主要的回收处理方法和流程,重点介绍了利用废旧锂离子电池电极材料重新再生和合成新的电极材料的研究进展。目前废旧锂离子电池回收处理存在的问题主要是：电极材料的复杂多样性导致分离提纯过程困难,回收过程易产生二次污染以及回收的经济激励不足。未来的发展趋势在于结合绿色环保和低成本经济,研究高效的回收处理工艺流程。     

采用盐酸溶液从废旧锂离子电池正极还原浸取钴

采用盐酸和双氧水体系为浸取液对废旧锂离子电池正极进行还原处理。正交实验表明,影响Co2+浸出率几种因素强度顺序为:HC l浓度>固液比>H2O2-HCl体积比>反应温度>反应时间。最佳浸取条件为:HCl浓度为3 mol/L,H2O2-HCl体积比为1∶15,反应时间90 min,反应温度80℃,固-液比(g/mL)为1∶50。此时,Co2+浸出率达到99.6%。     

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.     

A green approach for cohesive recycling and regeneration of electrode active materials from spent lithium-ion batteries

The implementation of the green energy transition by reducing reliance on fossil fuels has fueled the burgeoning demand for lithium-ion batteries in grid-level energy storage systems and electric vehicles. The growth of portable electronic devices has also contributed to this exponential demand, creating both logistical and environmental challenges in the supply of raw materials such as lithium and the management of end-of-life batteries. Current recycling methods for spent batteries are both energy-intensive and inefficient. To address these issues, a green approach using organic acid mixtures has been proposed to reclaim lithium from spent cathodes and recover and purify graphite from spent anodes, while also regenerating its structure. The effectiveness of this method is demonstrated through the use of organic acid mixtures to leach and reclaim lithium from NCM 622 batteries. On the anode side, a curing–leaching strategy using organic acids is employed to purify spent graphite, which is subsequently calcined to enhance its interlayer structure conducive to better intercalation of Li⁺ and improve electrochemical performance. Additionally, recovered graphite is tailored with carbon using water bath carbonization to repair structural defects caused by lithium intercalation and improve electrochemical performance while augmenting the regenerated graphite's quality, equipping it to be reused in batteries or upcycled applications.     

废锂离子电池的热处理：过程污染物迁移和转化

废锂离子电池中不仅富含我国高对外依存度的关键金属,还含有重金属、有机污染物等有毒有害物质,具有资源与环境的双重属性。推进其高效循环利用是保障新能源汽车等战略新兴产业可持续发展的关键。锂离子电池组成结构复杂,有机物成分变化大、种类多,常规的火法和湿法冶金过程容易产生二次环境危害,不利于资源的清洁循环利用。热处理作为保障废锂离子电池中有价金属资源有效回收的重要技术,近年来受到了行业的广泛关注。热处理技术具有二次污染小、设备简单、过程易放大、经济性高等诸多优势。结合热处理技术对废锂离子电池回收中的污染物进行源头治理,既能实现清洁生产,也能强化后续深度处理。本工作立足于行业现状和战略需求,重点讨论了废锂离子电池预处理中的污染物产生、迁移和转化规律,对比总结了热处理在杂质去除和污染防控等方面的技术优势。同时,对废锂离子电池的热处理工艺进行了系统分类,总结了不同热处理条件下的物质转化规律。     

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。     

Highly selective metal recovery from spent lithium-ion batteries through stoichiometric hydrogen ion replacement

Spent lithium-ion battery recycling has attracted significant attention because of its importance in regard to the environment and resource importance. Traditional hydrometallurgical methods usually leach all valuable metals and subsequently extract target meals to prepare corresponding materials. However, Li recovery in these processes requires lengthy operational procedures, and the recovery efficiency is low. In this research, we demonstrate a method to selectively recover lithium before the leaching of other elements by introducing a hydrothermal treatment. Approximately 90% of Li is leached from high-Ni layered oxide cathode powders, while consuming a nearly stoichiometric amount of hydrogen ions. With this selective recovery of Li, the transition metals remain as solid residue hydroxides or oxides. Furthermore, the extraction of Li is found to be highly dependent on the content of transition metals in the cathode materials. A high leaching selectivity of Li (>98%) and nearly 95% leaching efficiency of Li can be reached with LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂. In this case, both the energy and material consumption during the proposed Li recovery is significantly decreased compared to traditional methods; furthermore, the proposed method makes full use of H⁺ to leach Li⁺. This research is expected to provide new understanding for selectively recovering metal from secondary resources.