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从环境、经济、技术和安全四个方面_香港锂电池回收处理_对锂离电池回收再利用进行评估。

2020/3/26 17:23:06      点击:619



       首先从环境角度来看,完整的环境影响包括电池运输、收集拆解以及运输等多过程的综合。在供应链中优化回收技术、实现多模式收集和运输能够有效消除锂离子电池生产造成的环境负担。在具体回收使用过程中,对环境影响最大因素来自于废物的填埋、塑料焚烧以及电能的消耗。尤其是湿法冶金金属重新提炼在电极材料中提炼金属相比直接物理处理会造成更大的能量消耗。
 
  提出了计算电池回收效益的经济学模型:E=R-CT,其中E表示利润、Rb表示产品收入而CT表示整个过程所需成本。根据这一模型,每回收1吨LMO电池、LFP电池和LCO电池能够得到的利润分别为431.6、196.03和28016.19美元。因此,LCO电池的回收最具价值,这是因为其含Co和Li金属的产物市场价格最高,而LFP电池则由于大量浸出剂的消耗和产品的低价而不具有太高的经济效益。不同的回收处理技术也会造成经济效益的差异,例如湿法冶金相比火法冶金回收NCM电池就凭借高价产品和低消耗而具有更高的经济实用性。此外,各种腐蚀性化学试剂的使用、高低温过程以及三废的处理都对回收过程的安全性造成了影响。
 
  废旧锂离子电池的回收最具决定性的指标就是回收率,高回收率表明该技术具有可行性。作者将电池回收技术分为材料修复与再生技术和材料提取技术。很多正极材料失效是因为晶体结构被破坏,因而对正极进行无损的晶体结构修复是主要的材料修复手段。常见的修复方法包括热处理以及锂化与热处理相结合,不仅能够将晶体结构修复如初还能补充Li+的不可逆消耗。不过,这样的直接再生手段可能会造成材料纯度不高的问题。对负极材料来说,被破坏的石墨层结构和残余的SEI膜给材料修复造成了困难。研究人员发现可以通过连续的热解并包覆热解碳将废旧电池中的坏负极转换为电化学性能更稳定的好材料。
 
  对于材料提取来说,常见的正极提取方法是湿法冶金和浸出再生,前者常用于对正极材料中的金属(如Co/Ni/Fe)进行提炼且需要在约1000℃的高温下进行,后者则是采用强酸等化学物质在低温下对材料进行高效回收。高温冶炼会造成巨大的能量消耗,而低温浸出则会产生大量酸性废水污染环境。针对当前火爆的新型高比能电池来说,其回收再利用从技术上说是不存在难度的。新型电池与传统锂离子电池最主要差异在于正负极材料、电解液等成分不同。其中金属离子可以利用湿法冶金工艺进行回收,受损晶体材料可以采用热解、水热和超声等手段进行修复,有机电解液也可以通过超临界萃取或蒸发浓缩的手段提取。
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