几种常见废旧锂电池的回收方法介绍
来源：宝鄂实业
2019-10-14 22:13
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一步利用和原料回收
退役动力锂电池走梯级利用的道路，梯级利用后再进行材料回收；直接材料回收批量太小，找不到历史记录，安全监测不合格等。
追求经济效益是企业和社会行为的动力。合理利用电池，逐步降低电池的使用价值，降低电池的使用价值，并回收原材料，是合理的。但实际情况是，早期动力电池溯源性差，质量和型号不统一。早期电池具有较高的梯级利用风险和消除风险的成本，可以说，在动力电池回收的早期阶段，电池定位的概率主要是基于材料回收。
2.从阴极材料中提取有价金属的方法
目前，动力锂电池的回收利用还没有实现电池整体上各种材料的综合回收利用。正极材料主要有：钴酸锂、锰酸锂、三元锂、磷酸铁锂等。
电池负极材料成本占单体电池成本的1/3以上。但由于负极材料采用石墨等碳材料，钛酸锂li4ti5o12和硅碳负极si/c很少使用，所以目前的电池回收技术主要是针对电池负极材料的回收。
废旧锂电池的回收方法主要有物理法、化学法和生物法。与其它方法相比，湿法冶金具有能耗低、回收率高、产品纯度高等优点，被认为是一种理想的回收方法。
2.1物理方法
锂离子电池经过物理和化学处理。常用的物理化学处理方法有破碎浮选和机械研磨。
1）破碎浮选
破碎浮选法是根据废锂离子电池的物理化学性质对其进行分选的方法。首先，将废旧锂离子电池粉碎分离后，将得到的电极材料粉末进行热处理，去除有机粘结剂。最后，根据锂钴氧化物与石墨表面的亲水性差异，进行浮选分离，回收钴-锂组合。粉末。破碎浮选工艺简单，能有效地将锂钴和碳材料分离，锂钴回收率高。然而，由于各种物质被粉碎和混合，很难分离和回收下面的铜箔、铝箔和金属外壳碎片，并且由于破碎容易导致电解质LiPF6与过氧化氢反应产生挥发性气体，例如HF，从而引起环境污染，引起人们的注意。应按压碎法支付。
2）机械磨削
机械研磨是利用机械研磨产生的热能促进电极材料与磨料之间的反应，从而将原本与捕收流体结合的锂化合物转化为盐的方法。不同类型的助磨剂有不同的回收率。回收率较高：co回收率为98%，li回收率为99%。机械研磨也是从废锂离子电池中回收钴和锂的有效方法。其工艺简单，但对仪器要求较高，易造成钴的损失，铝箔回收困难。
2.2化学法
化学法是用化学反应法处理锂离子电池的一种方法。一般分为火法冶金和湿法冶金。
1）火法冶金
火金属冶金又称焚烧或干冶金，通过高温焚烧去除电极材料中的有机结合物，同时引起金属及其化合物的氧化还原反应，以冷凝的形式回收低沸点金属及其化合物，通过筛分回收炉渣中的金属，热解、磁选或化学方法。火法冶金对原材料成分要求较低，适合于较复杂电池的大规模处理。但燃烧过程中不可避免地会产生一些废气污染环境，而高温处理也对设备提出了更高的要求。同时需要增加净化回收设备，处理成本较高。
2) 湿法冶金
湿法冶金是用合适的化学试剂选择性溶解废旧锂离子电池中的正极材料，并分离浸出液中的金属元素的一种方法。湿法冶金工艺比较适合回收化学组成相对单一的废旧锂电池，可以单独使用，也可以联合高温冶金一起使用，对设备要求不高，处理成本较低，是一种很成熟的处理方法，适合中小规模废旧锂离子电池的回收。
2.3 生物法
生物冶金法目前也在研究进行中，其利用微生物菌类的代谢过程来实现对钴、锂等金属元素的选择性浸出。生物法能源消耗低，成本低，且微生物可以重复利用，污染很小; 但培养微生物菌类要求条件苛刻，培养时间长，浸出效率低，工艺有待进一步改进。
2.4 磷酸铁锂回收偏冷门
在多种动力锂电池中，只有磷酸铁锂电池正极材料不含贵金属，而是主要由铝、锂、铁、磷和碳元素组成。正因如此，企业对磷酸铁锂的回收分解并不热心。对磷酸铁锂电池回收，有针对性的研究也比较少。
磷酸铁锂的一般处理方式，电池整体经机械粉碎后，利用极性有机溶剂NMP或强碱溶解分离其中的铝，剩余的材料即为LiFePO4 和碳粉的混合物。向该混合物中引入Li、Fe、P 以调整此三种元素在材料中的摩尔比，再经球磨、惰性气氛下高温煅烧后可重新合成LiFePO4材料，但与首次合成的磷酸铁锂电池正极材料相比，该材料的电容量、充放电性能均有所下降。将失效磷酸铁锂电池正极材料氧化分解，回收锂、铁、磷、碳并重新利用才是治标治本的回收路径。
研究虽少，总归还是有人在做。比如祝宏帅等开发了一种方法，用磷酸体系浸取失效磷酸铁锂电池正极材料，以高效率、低成本、零废料排放的方法实现更好的锂、铁分离效果，综合回收锂、铁、磷、碳。
3 湿法冶金是当前主要应用技术
通过对国内外锂离子电池回收工艺的研究可以看出，使用物理化学法回收锂离子电池的回收率较低; 化学法研究普遍，应用范围广，相对比较可行; 生物法虽环保，但所需时间太长，有待进一步研究。针对化学法的众多研究表明: 通过单一火法冶金不及通过湿法冶金获得的再生材料的电化学性能好，但通过单一湿法冶金回收需要大量的试剂，不适合大规模工业化处理。
比较而言，湿法冶金是当前提取方法中综合性能比较好的一类方法，酸浸出是其中最重要的环节。其主要目的是将预处理后的活性物质中的目标金属转移到浸出液中，便于后续的分离回收过程。传统的无机强酸（HCl、HNO3和H2SO4）已经被广泛运用于浸出过程。然而，在浸出过程中会伴随产生有毒气体如Cl2、SO3以及Nx等对环境造成危害。因此，近年来研究者们开始关注有机酸（柠檬酸、草酸、抗坏血酸等）在浸出过程中的作用。而与传统的无机酸相比，有机酸浸出在满足高效率的同时能够减少对环境的二次污染．
典型的湿法提取主要步骤：预处理→酸液浸出→浸出液除杂→分离萃取→元素沉淀。
