廢舊鋰離子動(dòng)力電池中鎳鈷錳酸鋰正極材料的回收及再利用.pdf_第1頁(yè)
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1、廢舊鋰離子動(dòng)力電池中含一些有價(jià)金屬元素,如:鈷、鎳等,和一些有毒化學(xué)物質(zhì),如:氟化物。因此,在廢舊鋰離子動(dòng)力電池中,尤其是正極材料的回收及再利用對(duì)節(jié)約自然資源和保護(hù)環(huán)境顯得非常重要。但是,就目前而言,有關(guān)廢舊鋰離子動(dòng)力電池中鎳鈷錳酸鋰正極材料的回收及再利用的研究比較少。針對(duì)上述問題,本文對(duì)以鎳鈷錳酸鋰(以下簡(jiǎn)稱“三元”)為正極材料的廢舊鋰離子動(dòng)力電池的回收及再利用展開研究。本文主要研究?jī)?nèi)容包括:
  (1)對(duì)廢舊三元鋰離子動(dòng)力電池

2、進(jìn)行前期的電化學(xué)性能(剩余容量、內(nèi)阻、電壓等)評(píng)估,并與同系列的新電池作對(duì)比。確定這些電池是否已達(dá)到無法滿足在高性能電動(dòng)設(shè)備中應(yīng)用的廢舊程度。
 ?。?)對(duì)無法滿足在高性能電動(dòng)設(shè)備中應(yīng)用的電池,進(jìn)行人工拆解回收。首先,為了確保廢舊電池放電完全,拆解前通過多次對(duì)比實(shí)驗(yàn),選擇最佳濃度的氯化鈉水溶液使電池短路并完全放電。然后,將廢舊電池實(shí)施拆解,正/負(fù)極片、隔膜得到單獨(dú)分離。拆解后,用有機(jī)溶劑(1-甲基-2-吡咯烷酮,簡(jiǎn)稱“NMP”)將

3、正極活性物質(zhì)和集流體鋁箔分離,并研究了不同的固液比、水浴溫度及超聲時(shí)間對(duì)正極活性物質(zhì)和集流體鋁箔分離的影響。隨后,將回收料在不同溫度下煅燒,為確定雜質(zhì)碳和粘結(jié)劑(偏二氟乙烯,簡(jiǎn)稱“PVDF”)等有機(jī)物質(zhì)是否完全去除,通過X射線粉末晶體衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TGA)等手段進(jìn)行表征。最后,將除雜后的材料組裝成紐扣電池對(duì)其進(jìn)行電化學(xué)性能研究。
 ?。?)以煅燒后的三元回收料為原料,通

4、過兩種途徑重新合成三元材料來提高回收料的比容量。第一種是共沉淀法,依據(jù)感應(yīng)耦合等離子體(ICP)測(cè)試回收料的金屬含量,采用檸檬酸作為浸取劑和絡(luò)合劑來合成目標(biāo)產(chǎn)物。并從檸檬酸濃度、過氧化氫的加入量、液料比、水浴溫度以及磁力攪拌時(shí)間等5個(gè)方面對(duì)回收料的溶解率做了系列研究。第二種是高溫固相法,通過在回收料中直接添加鋰源經(jīng)高溫焙燒合成目標(biāo)產(chǎn)物。研究了添加不同質(zhì)量比鋰源合成的材料,對(duì)其進(jìn)行XRD、SEM等手段表征。最后,將此材料組裝成紐扣電池進(jìn)行

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