废旧锂离子电池的回收处理技术有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-09-22 07:44
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废旧锂离子电池的回收处理技术
目前对于废旧锂离子电池的回收利用研究主要集中于对钴酸锂电池中钴的回收利用方法。在对废锂离子电池进行了放电、拆解等预处理之后，根据回收过程中所采用的主要技术，可以将废锂电池的资源化处理过程分为火法、湿法和生物法这三大类。
2.1火法
火法主要是通过高温焚烧分解去除起黏结作用的有机物，以实现锂电池组成材料间的分离，同时可使电池中的金属及其化合物氧化、还原并分解，在其以蒸气形式挥发后，用冷凝等方法将其收集[3]。
日本的索尼/住友公司研究表明，于1000℃以下对未拆解的废锂电池进行焚烧，可有效去除其所含的电解液及隔膜等有机物质而实现电池的破解，焚烧后的残余物质包括Fe、Cu、Al等，可以通过筛分、磁选使其相互分离[4]。
2.2湿法
湿法是先将锂电池分类，然后用适当的溶剂进行溶解分离、萃取，获得相应的金属及金属化合物材料[5]。
南俊民[6]等人先用碱溶液浸取除铝，并用硫酸和过氧化氢混合体系溶解锂离子电池的电极材料，然后分别使用萃取剂Acorga M5640和Cyanex272萃取铜和钴，铜的回收率可达98％，钴的回收率可达97％，而剩余的锂可用碳酸钠将其以碳酸锂的形式沉淀出来。这些材料可作为制备锂离子电池正极钴酸锂电极材料的前驱体。该工艺不需将正、负极分开处理，所使用的萃取剂分离效果良好，洗脱后又可重复使用；同时，回收物质可用于制备电极材料，增加了回收的经济效益。
吴芳[7]的方法与之相似。采用碱溶解电池材料，预先除去90%的铝。然后使用H2SO4+H2O2体系酸浸滤渣，酸浸后的滤液中含有Fe2+、Ca2+、Mn2+等杂质，使用P2O4（磷酸二辛酯）萃取得到钴和锂的混合液，然后用P5O7（有机磷酸萃取剂）萃取分离钴、锂，经反萃回收得到硫酸钴，萃余液沉积回收碳酸锂，从而从废旧锂离子二次电池中回收钴和锂。得到的碳酸锂达到了零级产品要求，一次沉锂率为76.5%。
2.3生物法
生物法利用具有特殊选择性的微生物菌类的代谢过程来实现对钴、锂等元素的浸出。
Debaraj Mishra等人[8]使用一种名为Acidithiobacillus-ferrooxidans的嗜酸菌，它能以硫元素和亚铁离子为能量源，代谢产生硫酸和高铁离子等产物，从而有助于废锂离子电池中金属元素的溶解。
从前述的废锂离子电池资源化方法来看，采用火法对设备、能耗的要求较高。湿法工艺的除铝、除铜成本较高，并且仅仅是将电极材料中的某一种金属元素进行分离提纯变成基本化工原料，有较大的局限性。生物浸出技术虽具有成本低、污染小等优点，但是目前仍处于研究阶段。随着电池正极材料的多元化发展，单纯针对钴酸锂电池中钴的回收方法已经不适用，锂离子电池的回收也不是仅仅局限于资源化利用，还应该包含无害化处置。
