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废旧的LIB中回收金属

发布日期:2019-10-16 作者: 点击:

从废旧的LIB中回收金属已经有了广泛的研究,但这些工艺大多具有显著的缺点,例如溶剂昂贵、气体排放量高、循环路线复杂、化学试剂消耗量大等,使得这些工艺难以在工业上大规模实施;而且并非所有高纯度回收的金属都满足作为制备新型LIB的电池级材料。因此,研究人员发明出一种有效的浸出-再合成技术,通过从渗滤液中合成材料,避免了金属离子的多级分步分离,使二次污染最小化。

一般来说,酸浸后的再结晶金属产物的高纯度可以通过共沉淀、溶胶-凝胶或固相反应等短路线实现,在溶出溶胶-凝胶法中,将废电池中回收的正极材料(NCM或LCO)溶解在有机或无机酸性介质中,并加入一定摩尔比的金属离子的浸出液进行一步共沉淀以形成凝胶。

在固相反应中,首先以浸出液为原料,经共沉淀法制备出Co/Ni-Mn-Co前驱体,将工业回收的Li2CO3或LiNO3与回收前驱体混合煅烧再生正极材料。

 NCM正极再生

通过两种不同有机酸渗滤液来比较NCM再生正极材料的性能,发现顺丁烯二酸(NCM-Ma)比乙酸(NCM-Ac)处理的容量更高,这是因为NCM与顺丁烯二酸之间的螯合能力更强。除了有机酸以外,无机酸也可以起到同样的效果,例如H2SO4是最常用的浸出剂,尽管使用硫酸会释放有害气体造成空气污染,浸出后循环使用困难,以及对环境产生有害影响,然而,从无机酸中浸出锂的成本很低。

应注意的是,铝等杂质在与正极材料分离的过程中可能存在,当其达到一定水平时还会影响材料性能。

Figure6。 NCM–V2O5正极材料通过不同干燥方法后的a)循环性能和b)倍率性能。通过喷雾干燥获得废弃NCM和NCM–V2O5材料的c) 循环性能,d)倍率性能,e)循环伏安曲线以及f)交流阻抗图。

从废弃的锂电池和含钒渣的废液中可以获得性能较高的正极材料,例如通过固态反应获得的NCM–V2O5正极材料;固态合成是使用最广泛的策略,可以在较高温度下从固态源材料混合物中制备出多晶固体。


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