动力锂电池回收利用技术有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-11-02 09:05
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1.1 物理分选法研究进展
金泳勋等采用立式剪碎机、等级风力摇床和振动筛分级、破碎和分选的方法处理废旧锂离子电池，最终得到了附加值较高的轻烯烃产品、金属产品及电极材料。正极材料的混合粉末经马弗炉高温处理，然后用浮选法进行分离。浮选法的优点主要是不会增加新的污染，能量消耗少，而且外壳也可以循环利用，但也存在一些缺点，例如新合成电池的充放电性能明显降低。
Daniel提出以物理分选法为基础的喷动床淘洗技术，其过程主要分为两步：首先根据每一种金属的质量以及它的化学组成对废旧锂离子电池进行分类；其次，使用机械方法(研磨、过筛、淘洗)来分离不同的金属物质，金属回收率可以达到80%，回收也存在金属混杂情况，即该方法对不同金属的分辨率稍差。目前在废旧锂离子电池回收分离不同金属物质方面，喷动床淘洗技术是一种相对简单、成本低廉的选择。
1.2 火法冶金法研究进展
欧秀琴等采用火法冶金回收了废旧锂离子电池中的有价金属，具体工艺流程为：剥去废旧锂离子电池外壳，回收壳体材料中的有价金属，将电池内芯与焦炭、石灰石混合，经还原焙烧，得到金属铜、钴、镍等组合成含碳合金，然后继续进行深加工处理，整个过程在高温下完成。
日本的索尼/住友公司对废旧锂离子电池的火法冶金处理进行了系统研究，结果表明，在低于1000℃下对未处理、未拆解的废旧锂电池直接进行焚烧，电池可以实现自我解离，焚烧后的残余物中有铁、铜、铝等金属，再通过筛分、磁选等方法使有价金属分离开来，回收再利用，金属元素回收率较高，但是金属单质回收率有待提高。
法国SNAM公司在日本索尼/住友公司研究的基础上，进一步研究了废旧锂离子电池的热分解，研发了处理热解和磁分离技术，其热解温度比日本的要低100~200℃，有价金属单质的回收率也比日本的高。
1.3 湿法冶金法研究进展
南俊民等突破了单一方法的局限，将溶剂萃取法与沉淀法结合起来，先用碱溶液浸取电池外壳，将电池的正、负极材料用过氧化氢和硫酸按比例混合的溶液溶解，然后使用不同的萃取剂来选择性地萃取铜、锰、钴等金属元素，各种金属的回收率都达到96%以上， 再用碳酸钠将金属锂以沉淀的形式(例如碳酸锂)分离出来。
唐新村等改良了传统的沉淀处理法，避免了强酸腐蚀及尾液污染等问题，以碳酸氢铵来去除铝、黄钠铁矾去除铁、碳酸钠去除铜，再利用氧化沉淀法去除锰，经过这一系列的除杂过程后，最终得到纯净的含钴溶液，钴的回收率大为提高，超过98%。
Jinsik等提出了从钴酸锂电池中回收氧化钴的新方法。具体工艺流程为：将硝酸缓慢加热，把废旧锂离子电池加入热硝酸中，待碳酸锂溶解出来后，通过电沉积法回收金属钴，钴单质的回收率总计可达80%以上，金属锂单质的回收率也比较高。溶液的pH值控制在2.4~2.7，电极片采用钛金属。
周春山等采用阴离子交换树脂研究金属离子的阴离子交换分离。对比了几种阴离子交换树脂的交换效果，发现201-7型阴离子交换树脂的效果最好。具体实验方法为：在锂离子电池正、负极材料中加入氯化铵溶液，调节pH值为4.0左右，将钴离子分离出来，再将金属离子从201-7型阴离子交换树脂上洗脱。该方法具有钴回收率高、分离效果好、操作简单等优点。
王晓峰等综合了离子交换法和络合法的优点，依据离子交换法的原理，利用混合法有效地将溶液中的铜离子与适合的自制离子交换树脂进行交换。该方法实现了常温常压下对废旧锂离子电池中多种金属元素的分离和回收，其中钴、镍的回收率分别达到89.9%和84.1%。
1.4 生物浸出法研究进展
Mishra等采用嗜酸性氧化亚铁杆菌回收废旧锂离子电池中的钴和锂，研究了浸出时间、温度、搅拌速度等因素对废旧锂离子电池中金属钴的浸出效果的影响。结果表明，此方法虽然提供了钴元素回收的新方法，但是嗜酸性氧化亚铁杆菌对钴酸锂的浸出率很低，未来要培养浸出率更高的菌种。
