随着现代社会对能源和环境的关注不断增加,充电式锂离子电池作为一种重要的能量存储设备扮演着重要的角色。而在不断推进新能源汽车等领域的发展过程中,高能量密度、长寿命和可重复充电的三元锂离子电池逐渐成为首选;然而随着大规模应用的推进,废旧电池的回收和处理问题也日益凸显。废旧电池中所含的有毒有害物质给环境带来了严重的污染风险,寻找一种高效、经济、环保的回收技术势在必行。
废旧三元电池正极活性材料盐酸浸出得到含金属钴、锰、镍、锂的浸液,比较选择了新型萃取体系Aliquat 336+TBP/煤油共萃取钴锰并分离镍锂,提出了浸液中回收有价金属的新方法;研究了萃取剂种类、修饰剂、萃取剂浓度和相比等因素对钴锰共萃取分离镍和锂的影响;研究表明:当浸出液中氯离子浓度高于6.5M时,Aliquat 336+TBP在煤油稀释剂中能够有效萃取钴锰分离镍锂,其它胺类萃取剂如Alamine 304、Alamine 308和Alamine 336萃取效果明显低于Aliquat 336,优化条件下Aliquat 336+TBP体系对Co/Mn、Co/Ni和Co/Li分离系数分别为7、1061、3183;Mn/Ni和Mn/Li分离系数分别为156和468,表明钴锰能实现高效共萃,并与镍锂高效分离,TBP在体系中主要作为相修饰剂,但对钴锰的萃取起到了协同萃取的效果,采用Aliquat 336+TBP萃取体系共萃取钴锰,设计了废旧三元电池正极活性材料盐酸浸出液中回收钴镍锰锂的新方法。
1、三元锂离子电池的基本原理及构成:三元锂离子电池是一种重要的能量存储设备,其内部结构由正极材料、负极材料、电解液和隔膜等组成。其中,正极材料主要是钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂的复合材料,负极材料主要是石墨,而电解液则通常由有机溶剂和锂盐组成。这种构造使得三元锂离子电池具有高能量密度、长寿命和可重复充电的特性,从而成为新能源汽车等领域的首选。
1、废旧三元锂电池的回收和处理问题::随着三元锂离子电池的大规模应用,废旧电池的回收和处理问题已经成为不可忽视的挑战。废旧电池中含有有毒有害物质,如重金属离子和有机溶剂等,一旦未经妥善处理,将对环境和人类健康造成巨大风险。废旧电池中的有用金属元素也具有较高的经济价值,如果不能有效回收利用,将对资源的浪费也带来一定的负面影响。
2、湿法萃取工艺在废旧三元锂电池回收中的应用:湿法萃取工艺是一种常用于废旧三元锂电池回收的技术。它通过溶剂的选择和萃取步骤的优化,能够有效地从废旧三元锂电池中提取有价值的金属元素,并减少有害物质的排放;湿法萃取工艺以其高效、经济和环保的特点被广泛应用于废旧三元锂电池的回收中;在三元锂离子电池中,通过酸溶解和溶液分离的步骤,可以将废旧电池中的钴、镍和锰等金属元素回收,并进一步进行精炼和再利用。
1)湿法萃取工艺的优势和挑战
(1)湿法萃取工艺在废旧电池回收中具有明显的优势。
(2)湿法萃取工艺能够在相对低的温度和压力下实现金属元素的提取,从而降低能耗和成本。
(3)湿法萃取工艺可以有效地控制有毒有害物质的排放,并保证回收过程的安全和环保。
(4)然而湿法萃取工艺也面临一些挑战,如废液处理和溶剂回收等问题。解决这些挑战需要进一步的研究和工程创新,
以提高回收效率和资源利用率。
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