廢舊鋰離子動力電池中鎳鈷錳酸鋰正極材料的回收及再利用.pdf

1、廢舊鋰離子動力電池中含一些有價金屬元素，如：鈷、鎳等，和一些有毒化學物質(zhì)，如：氟化物。因此，在廢舊鋰離子動力電池中，尤其是正極材料的回收及再利用對節(jié)約自然資源和保護環(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。針對上述問題，本文對以鎳鈷錳酸鋰（以下簡稱“三元”）為正極材料的廢舊鋰離子動力電池的回收及再利用展開研究。本文主要研究內(nèi)容包括：
　　（1）對廢舊三元鋰離子動力電池

2、進行前期的電化學性能（剩余容量、內(nèi)阻、電壓等）評估，并與同系列的新電池作對比。確定這些電池是否已達到無法滿足在高性能電動設(shè)備中應用的廢舊程度。
　?。?）對無法滿足在高性能電動設(shè)備中應用的電池，進行人工拆解回收。首先，為了確保廢舊電池放電完全，拆解前通過多次對比實驗，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，將廢舊電池實施拆解，正/負極片、隔膜得到單獨分離。拆解后，用有機溶劑（1-甲基-2-吡咯烷酮，簡稱“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、水浴溫度及超聲時間對正極活性物質(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，簡稱“PVDF”）等有機物質(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）等手段進行表征。最后，將除雜后的材料組裝成紐扣電池對其進行電化學性能研究。
　?。?）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)感應耦合等離子體（ICP）測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間等5個方面對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)高溫焙燒合成目標產(chǎn)物。研究了添加不同質(zhì)量比鋰源合成的材料，對其進行XRD、SEM等手段表征。最后，將此材料組裝成紐扣電池進行