廢舊鋰電池正負極片如何回收再利用？

時間：2020-06-29 作者：91再生 來源：91再生網

　　離子電池(以下簡稱鋰電池)因具有電壓高、比容量大、壽命長和無記憶效應等顯著優點，自其商業化以來便快速占領了便攜式電子電器設備的動力源市場，且產量逐年增大。鋰電池是電子消耗品，使用壽命約3 a。報廢后的鋰電池，如處理處置不當，其所含的六氟磷酸鋰、碳酸酯類有機物以及鈷、銅等重金屬必然會對環境構成潛在的污染威脅。

 

　　而另一方面，廢鋰電池中的鈷、鋰、銅及塑料等均是寶貴資源，具 有極高的回收價值。因此，對廢鋰電池進行科學有效的處理處置，不僅具有顯著的環境效益，而且具有良好的經濟效益。鋰電池主要由外殼、正極、負極、電解液與隔膜組成。

 

　　正極是通過起粘結作用的PVDF將鈷酸鋰粉末涂布于鋁箔集流體兩側構成；負極結構與正極類似，由碳粉粘結于銅箔集流體兩側構成。目前，廢鋰電池資源化研究主要集中于價值高的正極貴重金屬鈷和鋰的回收，對負極材料的分離回收鮮見報道。為緩解經濟快速發展而引發的日趨嚴重的資源短缺與環境污染問題，對廢舊物資實現全組分回收利用已成為全球共識。

 

　　廢鋰電池負極中的銅(含量達35%左右)是一種廣泛使用的重要生產原料，粘附于 其上的碳粉，可作為塑料、橡膠等添加劑使用。因此，對廢鋰電池負極組成材料進行有效分離，對于高限度地實現廢鋰電池資源化，消除其相應的環境影響具有推動作用。常用的廢鋰電池資源化方法包括濕法冶金、火法冶金及機械物理法。相比于濕法及火法，機械物理法無需使用化學試劑，且能耗更低，是一種環境友好且高效的方法。采用破碎篩分與氣流分選組合工藝，對其進行分離富集研究，以實現廢鋰電池負極銅、鋁與碳粉的分離回收。

 

　　基于鋰電池正負極結構及其組成材料銅、鋁與正負極材料的物料特性，采用錘振破碎、振動篩分與氣流分選組合工藝對廢鋰電池正負極組成材料進行分離與回收。實驗采用ICP-AES分析實驗樣品與分離富集產品的金屬品位。結果表明：該正負極材料經破碎篩分后，粒徑大于0.250 mm的破碎料中銅、鋁的品位為92.4%，而粒徑小于0.125 mm的破碎料中正負極材料的品位為96.6%，均可直接回收；粒度為0.125~0.250 mm的破碎料中，銅、鋁的品位較低，可通過氣流分選實現銅、鋁與正負極材料的有效分離回收；氣流分選過程中，操作氣流速度為1.00 m/s時，銅、鋁的回收率達92.3%，品位達84.4%。