鉅大LARGE | 點擊量：3078次 | 2018年07月14日
鋰電池的回收有什么用?
隨著鋰離子電池應(yīng)用的越來越廣泛，回收鋰離子電池中的有價金屬、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。
廢舊電池內(nèi)含有大量的重金屬以及廢酸、廢堿等電解質(zhì)溶液，如果隨意丟棄，廢舊電池滲出的重金屬會造成江、河、湖、海等水體的污染，間接威脅人類的健康。因此，回收處置廢電池不僅處理了污染源，而且也實現(xiàn)了資源的回收再利用。
目前動力電池主要是鎳氫電池和鋰電池2種形式，混合動力電池目前多采用鎳氫材料，但由于鎳氫電池的一些技術(shù)性能已經(jīng)接近理論極限值，因此并不被認(rèn)為是未來的發(fā)展方向。相對而言，鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、無記憶效應(yīng)、自放電小、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，得到廣泛的認(rèn)可。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。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(yán)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。隨著鋰離子電池應(yīng)用的越來越廣泛，回收鋰離子電池中的有價金屬、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。
1廢舊鋰離子電池有價金屬回收技術(shù)
1.1干法技術(shù)
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
干法是將鋰離子電池還原焙燒分離出鈷、鋁，浸出分離鈷和乙炔黑。
日本索尼公司和住友金屬礦山公司合作研究從廢舊鋰離子二次電池中回收鈷等的技術(shù)，其工藝為先將電池焚燒，再篩選去鐵和銅后，將殘余粉加熱并溶于酸中，用有機溶劑萃取可提出氧化鈷[2]。
ChurlKyoungLee等[3]先把廢舊鋰離子電池破碎，再進行熱處理，將可燃材料變?yōu)闅怏w，留下LiCoO2。在恒溫水浴中，加入硝酸、雙氧水溶解LiCoO2，使得Co和Li的浸出率均達到85%。
干法工藝相對簡單，但是能耗較高，電解質(zhì)溶液和電極中其它成分燃燒容易引起大氣污染。
1.2濕法技術(shù)
濕法是以無機酸溶液將廢舊電池中的各有價成分浸出后，再以一定的方法加以回收。
在80℃下用鹽酸浸出鋰離子二次電池正極料，Co、Li的浸出率均大于99%，之后用PC-288A(2-乙基己基磷酸-單-2-乙基己基醚)萃取Co，反萃取后以硫酸鈷形式回收鈷。再加入碳酸鈉溶液，生成碳酸鋰沉淀，回收率接近80%。
KudoMistuhiko等[5]用酸浸出鋰離子電池正極廢料，往浸出液中加入兩性金屬，使Co2+變成Co，然后除去兩性金屬，獲得金屬Co。
王曉峰等[6]先將電極材料在稀鹽酸中溶解，再調(diào)節(jié)pH=4，選擇性沉淀出鋁的氫氧化物，然后調(diào)節(jié)pH至10左右，使鈷、鎳生成氨的配合物，再通入O2把Co2+、Ni2+氧化，并將溶液通過離子交換樹脂，再用草酸鹽將Co和Ni沉淀下來。
吳芳[7]采用堿溶解電池材料，預(yù)先除去約90%的鋁，然后采用H2SO4+H2O2體系浸出濾渣，浸出后的濾液中含有Fe2+、Ca2+、Mn2+等雜質(zhì)，用P204溶劑萃取得到鈷和鋰的混合液，然后用P507溶劑萃取分離鈷、鋰，反萃取后得到硫酸鈷，萃余液沉淀回收碳酸鋰，鋰的一次回收率為76.5%。
濕法工藝能耗也較大，且工藝流程長，對設(shè)備要求高，成本較高，資源回收率較低。
1.3離子篩法處理鋰離子電池
2003年武漢理工大學(xué)發(fā)明了一種用λ-MnO2離子篩從廢鋰離子電池中分離回收鋰的新方法，當(dāng)年即被授予發(fā)明專利。步驟為：將電池解體去除外殼，將電池芯浸泡在鹽酸中使其充分溶解；調(diào)節(jié)體系的pH>10，過濾后得到含鋰離子的料液；用λ-MnO2離子篩處理料液，對鋰離子進行選擇性吸附分離，然后用鹽酸對吸附在離子篩中的鋰離子進行洗脫，蒸發(fā)洗脫液得到氯化鋰，向洗脫液中加入Na2CO3，加熱濃縮后得到碳酸鋰沉淀[7]。
1.4生物浸出工藝
所謂微生物浸出工藝就是用微生物將體系中有用組分轉(zhuǎn)化為可溶化合物并選擇性地溶解出來，得到含金屬的溶液，實現(xiàn)目標(biāo)組分與雜質(zhì)組分分離，最終回收有用金屬的技術(shù)[8]。
與傳統(tǒng)電池回收技術(shù)相比，生物浸出有基建投資少、操作成本低、對環(huán)境的污染小等優(yōu)點。但這是一個比較新的課題，還有去多問題需要解決，如菌種的選擇與培養(yǎng)，浸出條件的控制，金屬的生物浸出機理等。
1.5其它再生利用技術(shù)
LiCoO2電極可以通過電化學(xué)還原技術(shù)將Co3+還原為Co2+，同時鋰從LiCoO2固體結(jié)構(gòu)中釋放出來，這樣避免了引入其它化學(xué)物質(zhì)而造成后續(xù)處理工藝的復(fù)雜化[9]。
D.-S.Kim等[10]依據(jù)“溶解-沉淀”的作用機制進行了LiCoO2修復(fù)分離的探索研究，修復(fù)并同時分離出LiCoO2材料，且方法步驟簡單。
2廢舊鋰電池回收利用的對策與建議
2.1從電池生產(chǎn)者入手，做好分類回收
電池的生產(chǎn)者應(yīng)對含有危險廢物的電池進行標(biāo)識，表明有害物質(zhì)的種類和含量，以便于分類回收，同時生產(chǎn)者也要不斷改進電池的生產(chǎn)工藝，減少電池中重金屬等有害成分的含量。
2.2加大宣傳力度，提高環(huán)保和意識
目前人們對廢舊電池污染的認(rèn)識不足，還未形成自覺收集廢電池的環(huán)境保護意識，雖然近幾年廢舊電池的回收已引起有關(guān)部門重視，指定了專門進行回收的定點單位，但收效甚微。因此應(yīng)
大力宣傳，提高人們對廢電池回收利用意義的認(rèn)識，相關(guān)團體組織也應(yīng)開展相應(yīng)的實踐活動，培養(yǎng)人們保護環(huán)境的社會責(zé)任感，在全社會形成一個良好的環(huán)保氛圍。
2.3完善法律法規(guī)，建立完善的管理體系
為實現(xiàn)電池產(chǎn)品的低汞和無汞化，在電池管理政策上我國制定了《無汞干電池》標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)部委也發(fā)出《關(guān)于限制電池汞含量的規(guī)定》，這些規(guī)定起到了從源頭上控制廢電池環(huán)境污染的作用。政府相關(guān)部門還要制定符合我國國情的管理辦法和具體可行的實施細則，通過立法要求生產(chǎn)者、銷售者回收其產(chǎn)品廢棄物，同時，盡快建立健全回收體系，為廢舊電池的回收利用創(chuàng)造各種便利條件。
2.4加強技術(shù)研究開發(fā)
要加大對廢舊電池回收利用技術(shù)應(yīng)用的研究，研制出投資小、污染少、處理效益高的新工藝。同時，從電池生產(chǎn)的源頭控制有害成分的含量，加快環(huán)保型可充電電池的開發(fā)，減少電池的廢棄量。
今后，廢舊鋰離子電池的資源化技術(shù)研究將會更加全面和成熟。我們應(yīng)該加強廢電池的環(huán)境管理，使處理技術(shù)朝著低成本、無二次污染的方向發(fā)展。同時走發(fā)展新型綠色環(huán)保電池之路，使生產(chǎn)和再生利用形成一個良性循環(huán)，真正做到利于民又無害于民、無害于自然。
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