废旧三元电池正极材料中镍钴锰的回收工艺研究

日期: 2024-04-17 05:04:43|浏览: 37|编号: 50444

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废旧三元电池正极材料中镍钴锰的回收工艺研究

概括:

目前,三元(NCM)锂离子电池已广泛应用于消费电子产品中。 由于锂离子电池的循环寿命有限,产生了大量的废旧锂离子电池。 针对三元锂离子电池的回收利用问题,本文优化了废旧三元锂一次性浸出的酸性浸出剂[+]和碱性浸出剂[NH_3·H_2O+(NH_4)+]的工艺参数。 -离子电池正极材料,采用化学沉淀法分离回收镍、钴、锰,表征回收产物的相结构和微形貌,并测定回收产物的物质组成。 废旧三元锂离子电池正极材料的利用与还原酸浸,利用正交实验和单因素实验优化还原酸浸工艺参数,确定废三元锂离子电池正极材料浸出的最佳实验参数。 研究结果表明,正极材料中98.99%的镍、98.76%的钴和98.31%的锰以+2价金属离子的形式转移到液相中。 采用NH_3·H_2O+(NH_4)+对废旧三元锂离子电池正极材料进行一次浸出。 采用正交实验和单因素实验对初次浸出工艺参数进行优化,确定NH_3·H_2O+(NH_4)+浸出废旧三元锂离子电池正极材料的最佳实验参数。 研究结果表明,97%为正极材料。

将25%镍、93.05%钴与镍氨和钴氨络合物转移至液相。 采用碱浸渣二次浸出,二次浸出液中锰以Mn~(2+)形式存在。 采用化学沉淀法分离回收镍、钴、锰。 优化锰回收工艺研究过程中的过氧化氢用量、反应温度、溶液pH等参数。 作为沉淀剂,得到锰回收产物。 通过XRD和SEM对回收产物的相结构和微观形貌进行表征,并以碳酸锰的形式回收锰。 以选择性沉淀锰后的溶液为原料,采用化学沉淀法分离镍和钴。 优化加碱氨精馏过程中EDTA添加量、氨蒸发时间、氢氧化钠添加量等参数。 以(NH_4)为沉淀剂,对Co~(2+)沉淀过程中溶液pH值、草酸铵添加量等参数进行优化,得到钴回收产品。 通过XRD和SEM对回收产物的相结构和微观形貌进行表征,并以草酸钴的形式回收钴。 该方法对含Ni-EDTA的溶液进行处理,并对镍回收产物进行了XRD表征。 镍以镍铁氧体的形式回收。 最后,对废旧三元电池正极材料中镍钴锰回收的经济成本进行了分析,发现废旧三元电池正极材料中镍钴锰的回收成本在酸性体系中回收废旧三元电池正极的效果低于碱性体系中回收废旧三元电池正极的效果。 该材料中镍、钴、锰的成本预计将用于锂离子电池回收过程。

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