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鋰電池如何循環利用?

目前鋰離子電池,越來越貼近平民生活了,主要是手機數碼電子產品的普及,鋰離子電池的應用也逐漸擴張到電動自行車、混動轎車等,原先一些鉛酸電池的市場逐漸被鋰電侵蝕,但仍然無法完全被取代。

 

鋰電池如何循環利用

 


雖然家家戶戶都有不少鋰離子電池(廢棄手機電池等),但是其回收目前還局限在製造企業內部,主要是正極材料鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰中的貴金屬鈷鎳,負極石墨,集流體鋁、銅(超高純度),殼體等。就好比大街小巷見到的廢品回收一樣,有價值自然就有人回收,但是這其中的污染完全沒有減少。


我認為,目前鋰電存在的污染問題主要有三大類:


1.生產過程中清洗正負極製漿的設備和塗佈設備造成的污染,這兩個是包括正極負極材料、NMP、膠等物質,一些企業控制不好(惡意揣測不想控制)導致含毒廢水洩露。


2.生產過程中清洗注電解液時的用品,可能導致含電解液的水流入下水道。一般情況下,技術研發人員很可能將水直接排入下水道。


3.NMP回收不徹底。


4.市場上流通的鋰電池確實很少有回收的,一是鋰電本身污染小,大家重視程度不夠;二是、鋰電回收收益低。


目前鋰離子電池為液體電解質,即多種有機溶劑、鋰鹽等組分,其中不乏有毒有害甚至致癌物;未來固態電解質鋰離子電池或許會普及,這是另話。而對比鉛酸,大家都有了解,電動自行車賣家對回收鉛酸電池非常有積極性且民眾也很樂意,原因就是免維護鉛酸電池回收已經非常成熟,社會和企業都對其回收盡到了義務和責任。在用戶端,只要不破壞就不會有污染。鉛酸電池生產也一樣,污染物主要是鉛粉,不接觸不吸入也就不會中毒;電解液是水溶劑,硫酸。另者,鉛酸企業經過國家大力整治,已經形成了寡頭壟斷,產品質量都較可靠。而鋰電池企業參差不齊,應該所有人都經歷過手機電池氣鼓、容量驟減、壽命超短等類似情況,嚴重的甚至出現爆炸事故,鋰離子電池一旦過充過放,受衝擊很容易出現燃燒危險。製造過程同樣也是,有機溶劑毒性形成污水、粉塵污染、多次發生著火事故。


團隊使用濕法冶金技術,在實驗室級的測試中,可以從48.8Wh鋰電池中還原出鈷和鋰。
這個工藝包括:首先,在700攝氏度的烤箱中烘烤電池,“煅燒”鈷、鋰和銅,破壞有機化合物例如塑料和泡沫。這種煅燒物質攜帶金屬和金屬化合物(鹽和氧化物),然後加以強酸、鹽酸和硫酸,萃取金屬離子。團隊使用過氧化氫作為還原劑進行實驗,以測試這種試劑是否可以提高浸出工藝。他們能夠以約50%的效率提取鋰,以​​約25%效率提取鈷。因為這些金屬分別代表48.8Wh電池重量的41%和8.5%。


可行性:
所以整體來說提取率是較高的,另外再加上熱和酸的​​作用,構成了一種具有商業可行性的方案,用於回收這些電池的電極。
       最後,這種淋溶金屬可以用於製造新電池,或者用於其他工業應用。這種受污染的液體廢料,可進一步地進行更加安全地回收處理。



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