有機溶劑分離法處理廢舊鋰離子電池的研究.pdf

1、鋰離子電池正在獲得日益廣泛的應(yīng)用，其廢棄量也在逐步增加。因為缺乏對廢棄鋰離子電池的高效、可行的處理方式，不僅會給環(huán)境保護帶來巨大的壓力，更是造成了鈷、鋁等金屬資源的極大浪費。 在處理廢棄鋰離子電池并回收其中不可再生資源的研究中，含量高、經(jīng)濟價值高的鈷、鋁元素的回收方法是本文研究的重點。而鈷、鋁元素主要存在于鋰離子電池的正極材料鈷鋰膜中。 本文針對現(xiàn)有鋰離子電池鈷鋰膜處理工藝中無法有效分離鋁元素的缺陷，提出了采取有機溶劑分

2、離法溶解鈷鋰膜上粘結(jié)劑PVDF分離鋁箔的新思路，這樣可避免鋁元素進入后續(xù)的鈷提取過程、并以單質(zhì)形式回收鋁元素。二甲基乙酰胺(DMAC)和二甲基甲酰胺(DMF)對PVDF具有良好的溶解性能，可以作為處理由PVDF作為粘結(jié)劑的鈷鋰膜的溶劑。通過實驗，確定了在50℃條件下，當(dāng)鈷鋰膜與溶劑二甲基乙酰胺的配比為1.34g:10ml時，可實現(xiàn)鋁箔與附著的正極活性物質(zhì)完全分離。采取多級溶解工藝可充分發(fā)揮溶劑DMAC對粘結(jié)劑的溶解能力。溶解PVDF至飽

3、和的有機溶劑可以通過直接蒸餾法進行再生回收，再生溶劑具有與新溶劑相同的溶解效果。 對鈷鋰膜上與鋁箔脫離后的LiCoO<,2>、乙炔黑混合粉末，通過浸出鈷的實驗研究，確定了鹽酸體系為合適的浸出體系，在鹽酸濃度為6．67mol/L，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時間50分鐘的最優(yōu)化浸出條件下，鈷金屬的浸出率可達90％以上。對浸出后所獲鈷液可進行絡(luò)合法堿液沉鈷，實驗研究表明，過程絡(luò)合法具有能有效控制鈷氧化價態(tài)和氫氧化鈷形態(tài)的優(yōu)點，能穩(wěn)定地合成粉