您当前的位置:首页 > 新闻动态
创新技术! 从废旧锂离子电池回收99.9%的石墨
发表时间:2022-03-04     阅读次数:    

#国内政策背景


近日,山东省工业及信息化厅印发《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》,方案强调:“推进再生资源规范化利用。实施废钢铁、废有色金属、 废塑料、废旧轮胎、废纸、废旧动力电池、废旧手机等再生资源综合利用行业规范管理。鼓励大型钢铁、有色金属、造纸、塑料聚合加工等企业与再生资源加工企业合作,建设一体化大型废钢铁、废有色金属、废纸、废塑料等绿色加工配送中心。

推进电器电子、 汽车等产品生产者责任延伸试点,鼓励建立生产企业自建、委托建设、合作共建等多方联动的产品规范化回收体系,提升资源综合利用水平。

完善废旧动力电池回收利用体系。完善管理制度, 强化新能源汽车动力电池全生命周期溯源管理。推动产业链上下 游合作共建回收渠道,构建跨区域回收利用体系。推进废旧动力电池在备电、充换电等领域安全梯次应用。在京津冀、长三角、 粤港澳大湾区等重点区域建设一批梯次和再生利用示范工程。培育一批梯次和再生利用骨干企业,加大动力电池无损检测、自动化拆解、有价金属高效提取等技术的研发推广力度。

电池回收指对已使用过的电池进行收集,防止其进入生态系统,对环境造成危害的一种行为。废旧电池内含有大量的重金属以及废酸、废碱等电解质溶液。如果随意丢弃,腐败的电池会破坏我们的水源,侵蚀我们赖以生存的庄稼和土地,我们的生存环境将面临着巨大的威胁。所以我们有必要将使用后的废旧电池进行回收再利用,一来可以防止污染环境,二来可以对其中有用的成分进行再利用,节约资源。

2018年,工信部发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,要求汽车生产企业应承担动力蓄电池回收的主体责任。

#废旧电池的处理


2.1 铅蓄电池


铅蓄电池体积较大且铅的毒性较强,所以在各类电池中,最早进行回收利用,故其工艺也较为完善并在不断发展中。

在废铅蓄电池的回收技术中,泥渣的处理是关键,废铅蓄电池的泥渣物相主要是PbSO4,PbO2,PbO,Pb等。其中PbO2是主要成分,它在正极填料和混合填料中所占重量为41%~46%和24%~28%。因此,PbO2还原效果对整个回收技术具有重要的影响,其还原工艺有火法和湿法两种。火法是将PbO2与泥渣中的其它组分PbSO4,PbO等一同在冶金炉中还原冶炼成Pb。但由于产生SO2和高温Pb尘第二次污染物,且能耗高,利用率低,故将会逐步被淘汰。湿法是在溶液条件下加入还原剂使PbO2还原转化为低价态的铅化合物。已尝试过的还原剂有许多种。其中,以硫酸溶液中FeSO4还原PbO2法较为理想,并具有工业应用价值。

2.2 锂离子电池


锂离子电池处理工艺为先将电池焚烧以除去有机物,再筛选去铁和铜后,将残余粉加热并溶于酸中,用有机溶媒便可提出氧化钴,可用作颜料、涂料的制作原料 。

2.3 镍氢电池

(一)失效负极合金粉的回收处理

将失效MH/Ni电池外壳剥开,从电池芯中分选出负极片,用超声波震荡和其它物理方法,得到失效负极粉,再经化学处理得到处理后的负极粉,将此负极粉压片,在非自耗真空电弧炉中反复熔炼3~4次。除去熔炼铸锭表面的氧化层,将其破碎,混合均匀后,用ICP方法测其混合稀土、镍、钴、锰、铝各元素的百分含量,根据储氢合金元素流失的不同,以镍元素的含量为基准,补充其它必要元素,再进行冶炼,最终得到性能优良的回收合金。


(二)失效MH/Ni电池负极合金的回收
将失效负极粉采用化学处理的方法,利用处理液对合金表面的浸蚀,破坏合金表面的氧化物,但又要使合金中未氧化的其它元素及导电剂受到的浸蚀影响降至最小。采用0 5mol·L-1的醋酸溶液,将失效合金粉在室温下处理0.5h,再用蒸馏水洗涤、真空条件下干燥。结果看出,AB5型储氢合金的主体结构没有变,仍属于CaCu5型六方结构,但负极粉中Al(OH)3和La(OH)3的杂相基本完全消失,说明这些氧化物经化学处理后,表面的氧化物几乎完全被溶解掉。将化学处理后的失效负极粉与制作电池用的原合金粉以及未经化学处理的失效合金粉,做充放电性能对比,经过化学处理的失效负极粉的放电比容量比未经化学处理的失效负极粉高23mAh·g-1,说明经过化学处理以后,由于表面氧化物被大部分除去,使失效负极粉中储氢合金的有效成分增加。

将上述经过化学处理的负极粉,于非自耗电弧炉中进行第一次冶炼。将所得合金铸锭抛光,去除表面杂质后,分析各元素含量,结果可以看出合金中的元素含量偏离原合金,镍含量远大于原合金粉中的镍含量,这是因为在制作电极的过程中加入镍粉做导电剂,为了有效的利用它,以它为基准,调整其它元素的含量使其符合组成为MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各元素的配比,进行第二次冶炼。冶炼后,将得到的合金铸锭破碎,研磨后,测其结构,为CaCu5型,没有其它杂相生成。

将回收的合金粉做充放电性能测试,可以看出,回收合金粉的放电容量比失效负极粉高约100mAh·g-1,与原合金粉的放电容量相比基本相同,并且回收合金粉的放电平台压比原合金粉的放电平台压高约20mV左右,这可能是由于合金回收的过程中经过数次熔炼,使合金的成分和微观结构得到了改善的原因。

#创新技术:从废旧锂离子电池回收99.9%的石墨

在全球实现碳中和目标的驱动下,各国不断研究回收和利用废旧电池的方法。
2月15日,锂离子电池回收和工程材料公司Ascend Elements宣布与Orbia旗下氟产品和技术供应商Koura合作,共同推出一项专有工业技术,可从废旧锂离子电池中提取电池级石墨材料。Orbia将作为Ascend Elements的开发合作伙伴,扩大商业生产技术,并参与了多轮融资。

预计到2030年,插电式电动汽车销量复合年增长率为30%,而Ascend Elements的技术将革新电池回收和可持续材料领域。除了可实现超过99.9%纯石墨的稳定产量,并具有与原始电池级石墨负极材料相当的能量容量和循环寿命外,Ascend Elements的Hydro-to-Anode?工艺技术还可将回收和制造能力从正极活性材料扩展到负极材料。该技术极大地提高了使用Ascend Elements工艺回收的每个锂离子电池的价值。



 
上一篇:俄罗斯:能源出口大国的工业兴衰与新能源汽车的发展现状
下一篇:四周年丨筑牢新能源汽车创新发展根基,向高水平科技自立自强迈出坚实步伐
  • 公司地址

    山东省淄博市张店区华光路366号科创大厦

  • 联系我们

    固话:
    手机:

  • 电子邮箱

    nevczibo@nevczibo.com.cn