锂离子电池的重要成分以及废旧锂离子电池回收工艺解析

在科学技术高度发达的今天，各种各样的高科技出现在我们的生活中，为我们的生活带来便利，那么你知道这些高科技可能会含有的锂离子电池吗?锂离子电池重要成分包含外壳、电解液、阳极材料、阴极材料、胶黏剂、铜箔和铝箔等。其中，Co、Li、Ni质量分数分别为5%~15%、2%~7%、0.5%~2%，还有Al、Cu、Fe等金属元素;从重要成分价值占比来看，阳极材料和阴极材料约占33%和10%，电解液和隔膜分别约占12%和30%。目前，分离回收的方法重要有溶剂萃取法、沉淀法、电解法、离子交换法、盐析法等。

1、预处理

1.1、预放电：用过的锂离子电池中的大部分剩余电量必须在放电前完全放电。否则，残余能量将在后续处理中集中释放大量热量，这可能会导致安全隐患和其他不利影响。用过的锂离子电池的放电方法可以分为两种，即物理放电和化学放电。其中，物理放电是短路放电，其通常用诸如液氮的制冷剂在低温下冻结，然后通过穿孔被强制放电。

1.2、破碎和分离：破碎和分离的过程很重要，它通过多阶段破碎，筛分和其他分离技术将电极材料与其他物质(有机物等)结合在一起，从而实现机械目的的分离和富集。用途燃烧法，湿法和其他方法可从中回收有价值的金属和化合物。机械分离是目前常用的预处理方法之一，很容易实现大规模工业回收和废锂离子电池的处理。

1.3、热处理：热处理过程对于去除废旧锂离子电池中的不溶有机物，碳粉等以及分离电极材料和集电器非常重要。当前，所使用的大多数热处理方法是高温常规热处理，但是存在诸如分离深度低和环境污染之类的问题。为了进一步改进工艺，近年来，对高温真空热解进行了越来越多的研究。

1.4、溶解方法：溶解方法基于相似的相容性原理，利用阴极材料，粘合剂(主要是PVDF)，铝箔和其他杂质在有机溶剂中的溶解度差异来实现分离和富集。通常选择强极性有机溶剂以将PVDF溶解在电极上，以使正极材料从集电器的铝箔上脱落。

2、电极材料的溶解浸出

溶解浸出过程是将预处理后获得的电极材料溶解并浸出，使电极材料中的金属元素以离子形式进入溶液，然后选择性地分离并回收重要的有价金属Co，Li等。溶解浸出的方法主要包括化学浸出和生物浸出。

2.1、化学浸出：传统的化学浸出方法是通过酸浸或碱浸实现电极材料的溶解和浸出，主要包括一步浸出法和两步浸出法。单步浸出法通常使用无机酸HCl，HNO3，H2SO4等作为浸出剂直接溶解电极材料，但这种方法会产生Cl2，SO2等有害气体，因此需要进行尾气处理。

2.2、生物浸出法：随着技术的发展，生物冶金技术以其高效，环保，低成本的优势而具有较好的发展趋势和应用前景。生物浸出是利用细菌将金属以离子形式氧化成溶液。近年来，一些研究人员研究了利用生物浸出从废旧锂离子电池中浸出有价值的金属的方法。

3、浸出液中有价金属元素的分离回收

3.1、溶剂萃取法：溶剂萃取法是目前更广泛用于分离和回收废锂离子电池中金属元素的方法。其原理是使用有机溶剂在浸出溶液中与目标离子形成稳定的络合物，然后使用适当的有机溶剂将其分离，从而提取目标金属和化合物。

3.2、沉淀法：沉淀法是将预处理后的废锂离子电池溶解，酸溶后得到Co和Li溶液，并加入沉淀剂使重要的目标金属Co，Li等沉降，从而实现金属分离。

3.3、电解法：电解法是通过化学电解电极材料浸出液中的金属离子，将废锂离子电池中的贵金属还原为简单物质或沉积物来回收的。该方法不需要添加其他物质，难以引入杂质，并且可以获得具有更高纯度的产物。然而，共沉积将在多个离子的存在下发生，这将降低产物的纯度并消耗更多的电能。

以上就是锂离子电池的一些值得大家学习的详细资料解析，希望在大家刚接触的过程中，能够给大家一定的帮助，如果有问题，也可以和小编一起探讨。