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  • 目前,废旧三元锂动力电池回收工艺主要包括电池预处理、电极材料二次处理和化学深度处理三个环节:
    1.电池预处理主要实现对有价金属的初步分离,包括深度放电(电阻法/NaCl浸泡法)、破碎分选和电极材料分离(主要是用热处理或溶剂溶解去除正极极片中的粘结剂,将电极材料、集流体和粘结剂等进行分离)等过程。
    2.电池材料二次处理对预处理得到的正极材料进行选择性提取和富集,目前主要使用无机强酸将钴、锂、镍的浸出。
    3.通过前期处理,金属外壳和集流体(金属铝、铜)等已被分离,镍、钴和锂等有价金属以离子形式存在于浸出液,需要对其进行化学深度处理,提纯回收。化学深度处理主要有溶剂萃取法和化学沉淀法。由于镍、钴和锂的价值较高,特别是钴在电池中的含量大大高于矿石,所以可以取得较好的经济效益。

    废旧磷酸铁锂动力电池回收工艺其余部分与三元锂相同,但由于正极材料不含镍、钴,采用湿法路线回收收益不能覆盖回收成本,故一般采用高温固相法修复或再生技术路线,即向预处理环节分离出的磷酸铁锂材料中补充活性锂及其它损失元素,得到用于生产新电池的磷酸铁锂材料。

    电解液主要成分是碳酸酯溶剂和含氟锂盐,回收价值较低,目前一般用CaO/Ca(OH)2固定氟元素后,将碳酸酯热解变成CO2、水蒸气等排放,氟化钙则直接填埋。现在也在研究采用超临界二氧化碳萃取等路线回收电解液重用。

    负极材料主要成分是石墨、少量粘结剂/隔膜等有机杂质,和少量Li、Cu、Ni、Co、Mn、Fe等杂质金属。通过氮气气氛下热解有机杂质后,剩余部分通过酸浸去除杂质金属后可直接填埋。也有研究将再生后的石墨加入水泥等方式加以利用。

    PS:汽油车的电瓶是铅蓄电池,虽然容量不大,但污染远高于电动车里的锂电池。另外汽油车更换润滑油、清洗油滤/火花塞等维护过程产生的有机污染物总量也远高于锂电池中的电解液、隔膜等有机污染物。

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