鋰離子電池的正負極材料回收技術探索

來源：存能電氣  日期：2020-01-16 14:46  瀏覽量：次

鋰離子電池的正負極材料回收技術探索。鋰離子電池由于其比能量高、安全性高能和綠色環保等優點，廣泛應用于便攜式電子設備和新能源汽車上，這必然產生大量的廢舊鋰離子電池。因此研究廢舊鋰離子電池中高價值金屬的回收利用技術，已經成為人們關注的熱點問題。

鋰離子電池經過500~1000次充放電循環之后，其活性物質就會失去活性，導致電池的容量下降而使電池報廢，鋰離子電池的廣泛使用勢必帶來大量的廢舊電池，如若對其隨意丟棄不僅會對環境造成嚴重污染，更是對資源的浪費。

鋰離子電池中含有較多的鈷、銅、鋰、鋁、鐵等金屬資源，其中鈷、銅及鋰的含量最高分別達到20%、7%胡饒3%。如果能將廢舊鋰離子電池中的經濟價值高的金屬加以回收利用們無論從環保方面還是總院的循環利用方面來講，都具有重大的意義。

鋰離子電池正負極材料回收技術

一、正極材料的回收

首先得將正極活性物質與導電集流體鋁箔有效分離，才能實現正極材料的回收，目前常用的方法有：①刮片；②高溫焚燒；③有機溶劑溶解；④電解剝離。

鋰離子電池以含鋰的化合物作正極，只有鋰離子無金屬鋰。通常為錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰等材料，目前大部分的鋰離子電池正極的活性物質仍采用鈷酸鋰，因鎳鈷錳酸鋰結合了錳酸鋰和鈷酸鋰兩者材料的優勢，吸引了眾多研究者的興趣，作為電動自行車和電動汽車的動力電池頗具潛力。

隨著這種不可再生礦產資源的耗竭，且正極材料占電池總成本的40%，如果將正極材料中的鈷、鎳、鋰等重金屬進行有效回收，變廢為寶，實現材料的循環利用，既可以緩解礦產資源危機又實現可持續發展，同時還將帶來巨大的經濟效益。

二、負極材料的回收

鋰離子電池負極材料的種類繁多：①金屬材料：如鋰金屬；②無機非金屬材料：主要是碳材料、硅材料及其他非金屬的復合材料；③過渡金屬氧化物：目前應用較多的是碳、石墨類和非石墨類碳材料。鈦酸鋰因具有非常優異的循環壽命、安全性和倍率性能，也可作為負極材料在電動汽車上使用，主要的缺點是會降低電池的能量密度。

一些公司開發用錫合金作負極材料，但仍處于研究階段應用較少。導電集流體使用厚度7——15μm的電解銅箔可以回收其中的銅，對于粘附于其上的碳粉也可回收用作塑料、橡膠等的添加劑。因此首先得對廢鋰電池負極組成材料進行有效分離，最大限度地實現廢鋰電池資源化利用。

鋰離子電池回收所面臨的困境

1.人們對廢舊鋰電池回收的意識薄弱

2.廢舊鋰電池回收處理復雜，成本高

3.政府扶持力度不夠

廢舊鋰離子電池的資源化或無害化處置，是國際市場對我國鋰離子電池工業的客觀要求，失效電池早已被歐美等發達國家列入危險固體廢舊物。雖然鋰離子電池的循環回收已經引起了國家相關部門的高度重視，但執行力度不夠，加之民眾環保意識淡薄，至今尚未建立系統化管理模式與處理系統。