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磷酸鐵鋰電池回收的合成編輯 播報 磷酸鐵鋰的合成工藝已基本完善,主要分為固相法和液相法。其中以高溫固相反應法為常用,也有研究者將固相法中的微波合成法及液相法中的水熱合成法結(jié)合使用——微波水熱法。 [3] 另外,磷酸鐵鋰的合成方法還包括仿生法、冷卻干燥法、乳化干燥法、脈沖激光沉積法等,通過選擇不同的方法,合成粒度小、分散性能好的產(chǎn)物,可以有效縮短Li+的擴散路徑,兩相間的接觸面積增大,Li+的擴散速度加快。 [3] 磷酸鐵鋰電池工業(yè)應用編輯 播報 新能源汽車行業(yè)的應用 我國《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出“我國新能源汽車發(fā)展的總體目標是:到2020年,新能源汽車累計產(chǎn)銷量達到500萬輛,我國節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居世界前列”。磷酸鐵鋰電池由于其在性好、成本低等優(yōu)點廣泛應用于乘用車、客車、物流車、低速電動車等,雖然,在當前新能源乘用車領(lǐng)域,受 對新能源汽車補貼政策影響,憑借能量密度的優(yōu)勢,三元電池占據(jù)著主導地位,但是磷酸鐵鋰電池仍在客車、物流車等領(lǐng)域占據(jù)不可替代的優(yōu)勢??蛙囶I(lǐng)域,磷酸鐵鋰電池在2018年第5批、第6批、第7批《新能源汽車推廣應用車型目錄》( 以下簡稱《目錄》)中占比約為76%、81%、78%,依舊保持主流。專用車領(lǐng)域,磷酸鐵鋰電池在2018年第5批、第6批、第7批《目錄》中占比分別約30%、32%、40%,應用比例逐步增加。 [4] 中國工程院院士楊裕生認為,將磷酸鐵鋰電池用于增程式電動汽車市場,不但能提高車輛的性,還能支持增程式電動汽車的市場化,免除純電動汽車的里程、、價格、充電、后續(xù)電池問題等焦慮。在2007 年-2013年期間,許多車企都上馬了增程式純電動汽車的項目。 [4]
,5月10日動力電池回收概念報漲,猛獅(2.29,5.046%)領(lǐng)漲,贛鋒鋰業(yè)(4.586%)、廈門鎢業(yè)(3.895%)、光華科技(3.623%)、鵬輝能源(3.371%)等跟漲。動力電池回收行業(yè)上市公司有: 1、贛鋒鋰業(yè): 2020年凈利潤10.25億,同比增長186.16%。17年2月,子公司贛鋒循環(huán)開建3.4萬噸/年處理廢舊鋰離子電池回收項目,項目將建成年處理廢舊鋰離子電池34000t,獲10000噸磷酸鐵鋰正極材料廢料,和6000t鈷酸鋰、三元(NCM)等正極材料廢料。 2、廈門鎢業(yè): 2020年凈利潤6.14億,同比增長135.58%。隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,未來動力電池回收和梯次利用將是一個巨大的市場,本次增資有利于公司快速做大做強二次資源回收產(chǎn)業(yè)。 3、光華科技: 2020年凈利潤3613萬,同比增長167.56%。2019年3月12日公告,公司與元寶淘車新能源汽車科技有限公司簽署了《關(guān)于廢舊動力電池回收處理合作協(xié)議》,雙方將在廢舊電池回收處理以及循環(huán)再造動力電池材料等業(yè)務上開展合作。 數(shù)據(jù)由南方財富網(wǎng)提供,僅供參考,不構(gòu)成投資建議,據(jù)此操作,風險自擔。股市有風險,投資需謹慎。
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本發(fā)明涉及新能源材料鋰電池資源化回收處理領(lǐng)域,尤其是一種鋰電池回收處理的方法。背景技術(shù):鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、無記憶效應、自放電小、循環(huán)壽命長等優(yōu)點,得到廣泛的認可。隨著2014年我國逐漸普及新能源車,其銷量預計在2020年將達到200萬輛。一般而言,當電池容量衰減到60~80%左右,便達到設計的使用壽命,急需進行替換,新能源車電池的有效壽命在4~6年左右,也就是說,在未來2年內(nèi)必將迎來大規(guī)模的動力電池報廢階段。廢棄鋰離子電池中通常含鈷5~15%、鋰2~7%、鎳0.5~2%,其回收再利用價值相對較高。另外,廢棄鋰離子電池中還含有六氟磷酸鋰等有毒物質(zhì),會對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重污染,鈷、錳、銅等重金屬通過積累作用也會由生物鏈危害人類自身,極具危害性。因此隨著鋰離子電池應用廣泛性,對鋰離子電池進行回收處理以減少對環(huán)境造成的污染、緩解資源匱乏等問題,具有重要的社會意義和經(jīng)濟意義。而如何回收率是值得研究的方向。技術(shù)實現(xiàn)要素:為了解決上述問題,本發(fā)明提出了一種鋰電池回收處理的方法,以改善上述問題。為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:鋰電池回收處理的方法,包括以下步驟:1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進行分離,得到懸浮液;2)將步驟1)得到的懸浮液與無機酸、過氧化氫混合進行浸取,得酸化浸出液;3)將步驟2)得到的酸化浸出液進行沉積后,對其進行過來膜處理,后得到包含li+的溶液;步驟3)中的過濾膜處理的步驟具包括:過濾預處理、超濾處理、陶瓷納濾、耐酸過濾處理;耐酸堿過濾處理的膜材料為陶瓷和/或高分子聚合物。經(jīng)超濾處理分離顆粒的分子量大于500,粒徑大于10nm;陶瓷納濾以及酸堿過濾處理對沉積后的酸化浸出液進行分離、濃縮,旨在使所產(chǎn)水達到回收標準。步驟3)中過濾預處理包括除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)ph。步驟3)中沉積為草酸法化學沉積和/或電沉積。步驟2)中無機酸為鹽酸或或硝酸,不選用硫酸、磷酸是因為多元酸在后面采用納濾處理時無法將鋰和鎳鈷錳分開。無機酸的濃度為1~8mol/l。步驟2)中過氧化氫的濃度為1~10%。優(yōu)選地,過氧化氫的濃度為2~4%。無機酸與過氧化氫的摩爾比為2.5~20:1。電沉積時,沉積條件為電流密度20~55ma/cm2,ph=1.5~5.5,溫度35~60℃。步驟2)中在浸取的攪拌時間為0.5~12h,轉(zhuǎn)速為50~400r/min。本發(fā)明提供的上述回收處理方法可用于正極材料為li(ni、co、mn)o2、li2mno3、limn2o4、lifepo4等的鋰電池回收,因此懸浮物溶液的正極材料成分為li(ni、co、mn)o2、li2mno3、limn2o4、lifepo4等。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明回收處理系統(tǒng)采用先進的綜合回收工藝將廢舊鋰電池材料從分離、濃縮、到提純,并利用化學沉淀/電沉積和耐酸堿的納濾/反滲透膜處理,將廢舊鋰電池進行了充分的資源化回收處理。本發(fā)明的陶瓷納濾具有高抗污、高耐壓、耐油、耐酸堿、耐有機溶劑等優(yōu)勢,同時結(jié)合耐酸堿過濾的高耐酸/堿特種膜,具有明顯的應用優(yōu)勢,可避免重復調(diào)ph值。本發(fā)明的鋰電池回收處理方法的資源回收率可達99%,產(chǎn)物成分純凈;同時很大程度上降低了能耗,環(huán)保效益明顯;本發(fā)明的鋰電池回收處理方法易于控制、操作簡單;經(jīng)本發(fā)明的方法所產(chǎn)的水質(zhì)可達到純水的標準,有效地避免了大量水資源的浪費。附圖說明圖1為本發(fā)明鋰電池回收處理方法的流程示意圖。具體實施方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。因此,以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例1鋰電池回收處理的方法,包括以下步驟:1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進行分離,得到懸浮液。2)將步驟1)得到的懸浮液與1mol/l的hf、4%的h2o2混合并攪拌以進行浸取,攪拌時間為0.5h,轉(zhuǎn)速為400r/min,得酸化浸出液;需要說明的是,實施例1-4中的加酸比例根據(jù)懸浮液中的陽離子量來確定,分子量計算確保將鎳鈷錳鋰等全部浸出,并保證有3~10%的富裕量;另外,無機酸與雙氧水的加入摩爾比為2.5:1。3)對酸化浸出液進行依次進行除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值、超濾處理、陶瓷納濾處理、耐酸堿過濾處理,得到包含li+的溶液,本實施例的回收率為92%。實施例2鋰電池回收處理的方法,包括以下步驟:1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進行分離,得到懸浮液。2)將懸浮液與8mol/l的、2%的h2o2混合并攪拌以進行浸取,攪拌時間為12h,轉(zhuǎn)速為50r/min,得酸化浸出液,無機酸與雙氧水的加入摩爾比為20:1。3)再對其進行依次進行除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值、超濾處理、陶瓷納濾處理、耐酸堿過濾處理,得到li+溶液,本實施例的回收率為91%。實施例3鋰電池回收處理的方法,包括以下步驟:1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進行分離,得到懸浮液;2)將懸浮液5mol/l的鹽酸、3%的h2o2混合并攪拌以進行浸取,攪拌時間為6h,轉(zhuǎn)速為250r/min,得酸化浸出液,無機酸與雙氧水的加入摩爾比為10:1;3)將酸化浸出液進行電沉積,沉積條件為電流密度20ma/cm2,ph=5.5,溫度35℃;再對其進行依次進行除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值、超濾處理、陶瓷納濾處理、耐酸堿過濾處理,得到li+溶液,本實施例的回收率為99%。實施例4鋰電池回收處理的方法,包括以下步驟:1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進行分離,得到懸浮液;2)將懸浮液與3mol/l的硝酸、2.2%的h2o2混合并攪拌以進行浸取,攪拌時間為8h,轉(zhuǎn)速為320r/min,得酸化浸出液,酸與雙氧水的加入摩爾比為7:1;3)將酸化浸出液進行電沉積,沉積條件為電流密度55ma/cm2,ph=1.5,溫度60℃;再對其進行依次進行除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值、超濾處理、陶瓷納濾處理、耐酸堿過濾處理,得到li+溶液,本實施例的回收率為95%。實施例1-4步驟3)中除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值的指標值詳見表1:表1:本發(fā)明在預處理壓濾、陶瓷納濾處理后不需再一次進行浸取,浸出的目的是將金屬氧化物轉(zhuǎn)化成離子,成為離子狀態(tài)后都不需要再浸取。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
鋰電池回收充電控制是分為兩個階段的, 階段是恒流充電,在電池電壓低于4.2V時,充電器會以恒定電流充電。第二階段是恒壓充電階段,當電池電壓達到4.2V時,由于鋰電池特性,如果電壓再高,就會損壞,充電器會將電壓固定在4.2V,充電電流會逐步減小,當電流減小到一定值時(一般是1/10設置電流時),切斷充電電路,充電完成指示燈亮,充電完成。 鋰離子電池過度充放電會對正負極造成 性損壞。過度放電導致負極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷,而塌陷會造成充電過程中鋰離子無法插入;過度充電使過多的鋰離子嵌入負極碳結(jié)構(gòu),而造成其中部分鋰離子再也無法釋放出來。
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