锂电池提炼 废弃锂电池是如何做到100%回收的?

小编 2024-11-23 电池定制 23 0

废弃锂电池是如何做到100%回收的?

现在电动车和各种储能设备越来越多,而且还在以几乎一年翻一倍的速度迅速增长。我们也在以每天几个山头的速度,在制造无数的废弃电池。

这些电池里面充满着稀缺的战略性金属资源,比如锂、钴、镍等等,那么如何回收锂电池,获取其中的金属资源呢?

今天我们就来分享锂电池的回收全过程。

第一步,先将回收的锂离子电池彻底放电。放电的方式有两种,第一种是物理放电,也就是短路放电,先用液氮低温冷却,然后穿孔强制放电;

第二种是化学放电,就是用导电溶液电解放能。化学方法成本低,可以大规模工业化。

第二步,将锂电池破碎,筛分后得到电极材料。

加拿大Li-Cycle公司的技术可以不经过放电,用机械方法缩小电池尺寸,然后进行湿法冶金,将电极材料溶解浸出,让里面富含的各种金属及化合物以离子的形式进到浸出液里面。最后将浸出液中的金属进行分离和吸收。Li-Cycle公司声称能做到锂电池材料100%回收。

但是,有很多企业不关注金属材料回收率,只关心将回收成本压缩的越低越好。所以这就使得回收锂电池的这一过程本身造成了更大的污染。

其实对于比较先进的锂电池回收生产线,每年能够实现从废弃锂电池中提炼出5000多吨锂、钴、铜、铝、石墨和铁等等材料。这是相当多的金属资源。

所以,建议各种锂电池回收企业使用清洁材料,提高锂电池回收率,这不仅仅是为了环保,同时也获得了更多的金属材料,不是吗?

如何回收利用锂电池?新技术从中提取锂和钴!

(图片来源于:维基百科)

如今,大多数电子设备例如智能手机、平板电脑、可穿戴设备、电动汽车都使用的是可循环充电的锂离子电池。可是,这些锂电池使用两到三年时间,功能和效率就会退化,甚至寿命结束。这时,就必须考虑回收再利用的问题。最近,发表在《国际能源技术和政策》杂志上的一项最新研究,描述了一种新方法可以从这些电池中提取锂和钴,这两种金属构成了电池组件的大部分。

方案

根据马来西亚国际伊斯兰大学机械工程系 Ataur Rahman 和经济系Rafia Afroz 的解释,由于锂离子电池的制造,需要锂和钴两种金属,所以这两种金属的价格日益增长。目前,他们研发了一种新型回收技术,可有效地从废弃电池中提取这些金属。

工艺

团队使用湿法冶金技术,在实验室级的测试中,可以从48.8Wh 锂电池中还原出钴和锂。这个工艺包括 :首先,在700摄氏度的烤箱中烘烤电池,“煅烧”钴、锂和铜,破坏有机化合物例如塑料和泡沫。这种煅烧物质携带金属和金属化合物(盐和氧化物),然后加以强酸、盐酸和硫酸,萃取金属离子。团队使用过氧化氢作为还原剂进行实验,以测试这种试剂是否可以提高浸出工艺。他们能够以约50%的效率提取锂,以约25%效率提取钴。

可行性

因为这些金属分别代表48.8 Wh电池重量的41%和8.5%,所以整体来说提取率是较高的,另外再加上热和酸的作用,构成了一种具有商业可行性的方案 ,用于回收这些电池的电极。

然后,这种淋溶金属可以用于制造新电池,或者用于其他工业应用。这种受污染的液体废料,可进一步地进行更加安全地回收处理。

参考资料

【1】https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-02/ip-htr020717.php

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