鋰電池再利用

 

　　正負(fù)極集流體，一般，正極用鋁箔，負(fù)極用銅箔，還可能焊一些鎳帶做連接導(dǎo)電用。這些基本沒(méi)有毒性?，F(xiàn)在出現(xiàn)的一些廢舊鋰電池回收單位就是靠回收這些和鋼殼鋁殼掙錢。標(biāo)簽：可回收利用，無(wú)污染。

 

　　負(fù)極一般是石墨，少數(shù)可能是鈦酸鋰或是硅基材料，當(dāng)然錫基負(fù)極也有，但是太他媽的高端了，現(xiàn)在沒(méi)人用。石墨分為，天然石墨和人造石墨，天然石墨來(lái)源于石墨礦，然后再進(jìn)行一些加工，這個(gè)天然石墨的開(kāi)采，污染還是比較嚴(yán)重的，主要是對(duì)呼吸道的損壞，大家可以搜一下；人造石墨，是用石油焦或是瀝青等高分子物高溫石墨化制成，基本無(wú)污染。有一些鋰電池中石墨浮選的回收方法，但是不知道現(xiàn)在應(yīng)用的怎么樣了，肯定可以回收。鈦酸鋰的生產(chǎn)流程不清楚。硅基負(fù)極基本無(wú)污染。按照用量最大的石墨進(jìn)行評(píng)估。標(biāo)簽：中度污染，回收情況不明。

 

　　正極：目前的正極有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料、鈷酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰。磷酸鐵鋰，一般用作汽車電池或是儲(chǔ)能電池，無(wú)毒性。錳酸鋰，電動(dòng)自行車電池，無(wú)毒性。三元材料：鎳鈷錳酸鋰，用途廣泛，電動(dòng)自行車、電子產(chǎn)品、航模等，鈷元素有毒。鈷酸鋰，數(shù)碼類的產(chǎn)品，手機(jī)、pad等，中等毒性。鎳鈷鋁酸鋰：不明，猜測(cè)和鎳鈷錳酸鋰一樣。

 

　　電解液為有機(jī)溶劑和鋰鹽組成，有機(jī)溶劑一般有PC、EC、DEC、DMC、DME等，其中DMC為微度，其他是無(wú)毒。鋰鹽是六氟磷酸鋰（用的最多，也有其他鋰鹽），遇水則水解生成HF，有毒。

 

　　外殼有幾大類：鋁殼、鋼殼、塑料殼、鋁塑膜。其中鋁殼、鋼殼無(wú)毒。塑料殼和鋁塑膜則是白色污染。

 

　　隔膜，一般是聚烯烴類的微孔薄膜，PP、PE，白色污染。

 

　　粘結(jié)劑，目前一般有丁苯橡膠SBR、聚偏氟乙烯PVdF、還有一些丙烯酸類的粘結(jié)劑。這些就當(dāng)做是白色污染吧。另外鋰電加工過(guò)程中使用到的物質(zhì)主要是NMP（微毒），用作是正負(fù)極的溶劑，在制造過(guò)程中蒸發(fā)掉，企業(yè)需要控制其排放量，并且回收。我認(rèn)為，目前鋰電存在的污染問(wèn)題主要有三大類：第一、生產(chǎn)過(guò)程中清洗正負(fù)極制漿的設(shè)備和涂布設(shè)備造成的污染，這兩個(gè)是包括正極負(fù)極材料、NMP、膠等物質(zhì)，一些企業(yè)控制不好（惡意揣測(cè)不想控制）導(dǎo)致含毒廢水泄露。第一點(diǎn)一、生產(chǎn)過(guò)程中清洗注電解液時(shí)的用品，可能導(dǎo)致含電解液的水流入下水道。一般情況下，技術(shù)研發(fā)人員很可能將水直接排入下水道。第二、NMP回收不徹底。第三、市場(chǎng)上流通的鋰電池確實(shí)很少有回收的，一是鋰電本身污染小，大家重視程度不夠；二是、鋰電回收收益低.

 

　　目前鋰離子電池，越來(lái)越貼近平民生活了，主要是手機(jī)數(shù)碼電子產(chǎn)品的普及，鋰離子電池的應(yīng)用也逐漸擴(kuò)張到電動(dòng)自行車、混動(dòng)轎車等，原先一些鉛酸電池的市場(chǎng)逐漸被鋰電侵蝕，但不可能完全被取代。雖然家家戶戶都有不少鋰離子電池（廢棄手機(jī)電池等），但是其回收目前還局限在制造企業(yè)內(nèi)部，主要是正極材料鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰中的貴金屬鈷鎳，負(fù)極石墨，集流體鋁、銅（超高純度），殼體等。就好比大街小巷見(jiàn)到的廢品回收一樣，有價(jià)值自然就有人回收，但是這其中的污染完全沒(méi)有減少。目前鋰離子電池為液體電解質(zhì)，即多種有機(jī)溶劑、鋰鹽等組分，其中不乏有毒有害甚至致癌物；未來(lái)固態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池或許會(huì)普及，這是另話。而對(duì)比鉛酸，大家都有了解，電動(dòng)自行車賣家對(duì)回收鉛酸電池非常有積極性且民眾也很樂(lè)意，原因就是免維護(hù)鉛酸電池回收已經(jīng)非常成熟，社會(huì)和企業(yè)都對(duì)其回收盡到了義務(wù)和責(zé)任。在用戶端，只要不破壞就不會(huì)有污染。鉛酸電池生產(chǎn)也一樣，污染物主要是鉛粉，不接觸不吸入也就不會(huì)中毒；電解液是水溶劑，硫酸。另者，鉛酸企業(yè)經(jīng)過(guò)國(guó)家大力整治，已經(jīng)形成了寡頭壟斷，產(chǎn)品質(zhì)量都較可靠。而鋰電池企業(yè)參差不齊，應(yīng)該所有人都經(jīng)歷過(guò)手機(jī)電池氣鼓、容量驟減、壽命超短等類似情況，嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)爆炸事故，鋰離子電池一旦過(guò)充過(guò)放，受沖擊很容易出現(xiàn)燃燒危險(xiǎn)。制造過(guò)程同樣也是，有機(jī)溶劑毒性形成污水、粉塵污染、多次發(fā)生著火事故。

 

　　團(tuán)隊(duì)使用濕法冶金技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室級(jí)的測(cè)試中，可以從48.8Wh鋰電池中還原出鈷和鋰。這個(gè)工藝包括：首先，在700攝氏度的烤箱中烘烤電池，“煅燒”鈷、鋰和銅，破壞有機(jī)化合物例如塑料和泡沫。這種煅燒物質(zhì)攜帶金屬和金屬化合物（鹽和氧化物），然后加以強(qiáng)酸、鹽酸和硫酸，萃取金屬離子。團(tuán)隊(duì)使用過(guò)氧化氫作為還原劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以測(cè)試這種試劑是否可以提高浸出工藝。他們能夠以約50%的效率提取鋰，以約25%效率提取鈷。

 

　　可行性

 

　　因?yàn)檫@些金屬分別代表48.8Wh電池重量的41%和8.5%，所以整體來(lái)說(shuō)提取率是較高的，另外再加上熱和酸的作用，構(gòu)成了一種具有商業(yè)可行性的方案，用于回收這些電池的電極。

 

　　然后，這種淋溶金屬可以用于制造新電池，或者用于其他工業(yè)應(yīng)用。這種受污染的液體廢料，可進(jìn)一步地進(jìn)行更加安全地回收處理。