摘要 近年来,电池回收已成为我国环境热点问题之一。本文对电池回收现状及回收方法进行分析,并分析现有条件下电池回收的有效手段。研究结果表明,我国电池回收现状令人担忧,回收产业链不完整,回收效率低下。而随着电池需求的增加和金属价格的上涨,电池回收的紧迫性进一步增加。从现有方法分析,火法回收法存在诸多缺陷,环境生命周期不完整;电解回收法虽然回收效率高、回收范围广,但需要足够的技术,成本较高;生物浸出法效率高、成本低,几乎不产生污染,虽然技术还不够成熟,还处于实验室阶段,但生物浸出法具有良好的前景。本文期待探索更合适的回收方法来解决我国电池回收难的现状,并探讨这些方法的未来前景。
锂离子电池(LIBS)在我们的现代世界中已经变得无处不在,自1991年通过Sony Inc.发现以来,从智能手机到电动汽车,更多的一切都提供了更多的动力。市场对Libs的需求迅速增加,原材料价格的不可预测的上升为将来的大规模生产带来了不可避免的障碍。根据报道,在过去的十年中,Lith IUM价格几乎增加了两倍。未来的制造汇总可能会遇到挑战,这也是由于基本要素的全球稀缺(Li,Co和Ni)[1-4]。尽管这些电池提供了令人印象深刻的能量密度,低自减电率,轻巧和效率,但它们的广泛使用引起了人们对环境心理影响和资源耗竭的担忧[5,6]。在这次迷你审查中,我们探讨了回收锂电池以减轻问题和促进可持续未来的重要性。Hydorementallurgy和Py Rometallurgy是用于回收花费的两种主要方法。我们在更多的尾巴中介绍了提到的回收用过的锂电池的方法之一。
废旧锂离子电池 (LIB) 因其在各种能源相关应用中的广泛使用而变得越来越普遍。这些电池含有钴 (Co) 和锂 (Li) 等有价值的金属,这些金属需求量很大,但长期供应有限。为了回收这些有价值的金属并避免环境污染,人们广泛探索了使用不同方法回收废旧 LIB,包括湿法冶金、火法冶金、直接回收和生物湿法冶金 (生物浸出)。每种方法在成本效益和从废旧 LIB 中回收钴和锂方面都有优点和缺点。因此,为了开发出新颖实用的有效金属提取策略,有必要对最近关于从废旧 LIB 中提取钴和锂的不同回收方法的性能研究进行全面而批判性的分析。具体而言,本综述重点介绍了现有回收方法和新兴回收技术在可持续性、效率、成本效益和环境友好性方面在从废旧 LIB 中回收钴和锂方面的应用的最新进展。本评论还指出,LIB 设计的标准化、SLIB 拆卸的自动化以及回收过程中人工智能/机器学习的参与是从 SLIB 中可持续回收有价值金属和最大限度地减少 SLIB 污染的一些最佳实践。
由于未来需要管理的废旧电池数量巨大,回收锂离子电池 (LIB) 正成为一项当务之急。目前,将废旧 LIB 转化为再生产品的三种主要回收途径是火法冶金、湿法冶金或直接回收,而共沉淀法介于后两种途径之间:其关键单元操作是电池材料的浸出和阴极活性材料 (CAM) 再合成前体的共沉淀。由于浸出溶液对杂质的高度敏感性以及高质量 CAM 前体与溶解金属盐成分之间的紧密联系,对废旧 LIB 进行实验分析是找到最佳操作条件的关键步骤。为此,我们提出了一项实验活动来研究该过程中涉及的共沉淀和复杂化合物的形成。此外,我们还利用了严格模型在许多工业领域提供的支持,这也使化学工程和实验室分析受益。因此,在本研究中,我们还在 UniSim Design ® 上提出了一个严格的模拟模型,该模型带有热力学包 OLI ®,可以考虑所需的大多数不同的液固平衡。使用实验数据对模型进行验证,并对金属浓度、pH 值和螯合剂进行敏感性分析,以找到调节共沉淀结果的关键参数。目的是优化操作条件的选择,以限制通常昂贵且耗时的实验室测试和复杂分析的次数。
摘要:在过去的20年中观察到了锂离子电池(LIB)的指数市场增长;仅在2017年,大约有670,000吨的Libs才出售。由于消费者对电动汽车的兴趣日益增加,汽车制造商的最新参与,储能设施的最新发展以及政府对运输电力的承诺,因此这种趋势将继续持续。尽管在LIB商业化后早些时候开发了一些有限的回收过程,但在可持续发展的背景下,这些过程并不足够。因此,已经建立了显着的效果,以替代常用的倍率递质回收方法,以较不利的方法,例如水透明术,尤其是基于硫酸盐的浸出或直接回收。基于硫酸盐的浸出是目前用于回收LIB的唯一大规模水透明方法,并作为目前正在开发的几个试点或示范项目的基线。相反,大多数项目和过程仅着眼于NI,CO,MN和LIS的恢复,并且浪费了磷酸铁磷酸锂(LFP)电池的浪费。尽管这种电池类型并未主导LIB市场,但其在LIBS废物流中的存在引起了一些技术问题,从而影响了当前回收过程的利用率。本评论探讨了当前的过程和替代解决方案,包括新型的选择性浸出过程或直接回收方法。
电池技术最近已成为全球研究的重点。锂铁磷酸锂(LFP)电池是一种较新的可充电电池类型,由正和负电极材料组成(或等等。2020)。正电极由LFP制成,而负电极主要由铜和石墨制成(Raccichini等人。2019)。锂铁(Li-Fe)电池由于其高能量密度,耐用性,安全性和友善性而在储能扇区中脱颖而出(Wang,2021)。他们还对高温提供了极好的抵抗力,可确保在极端条件下可靠的性能(Li等人2018; Du等。2022)。由电动汽车市场繁荣驱动的Li-Fe电池需求激增预计到2030年将与全球电动汽车销售达到2150万,年增长率为24%(International Energy Agency&Birol 2013)。这种增长有望在2030年到2030年产生500万吨Li-Fe电池浪费,这突显了有效的回收方法的紧迫性,以防止环境损失和资源损失(Beaudet等人。2020)。如果Li-Fe电池没有正确回收,电池浪费中的重金属可能会污染土壤和地下水,对环境和生态系统构成严重威胁(Zhang等人2024)。研究确定了三种主要的回收方法:高温法,水透明和直接
本报告旨在详细描述欧洲锂离子电池(LIBS)回收的领域,包括(结合)回收技术的建议。在过去的几十年中,已经探索了(关键)原材料的不同技术,其中一些已经达到了高TRL(即工业规模)。这些可以分为物理和化学分离技术。第一个依赖于物理特性的差异,例如导电性能,磁性特性,密度等。虽然化学分离技术依赖于化学性质的差异,例如酸碱特性,氧化还原特性等。预处理过程是根据物理特性差异分开材料的技术。在应用此类步骤之前,可以放电和/或拆除LIB。通常在化学分离之前采用治疗技术。从LIB中检索黑色质量的预处理是电池回收过程的关键步骤。由于电池的非标准化组成,预处理步骤不是标准化的过程,并且会根据电池类型和化学以及所选下游回收过程而变化。预处理过程的一般流动方案是相同的,但是,每个步骤的应用方法和技术将根据应用程序的公司而有所不同。此外,其对饲料材料的简单性和灵活性是其与其他技术相对于其他技术的主要优点之一。尽管预处理过程已由不同的公司优化,但仍然需要优化黑色质量的恢复,因为黑色质量的损失仍然很大,这主要是由于黑色质量粘附在电池箔上。在化学分离技术中,PyromeTallurgy在工业规模上是一种成熟而主要的技术,并且已经用于各种废物流数十年了。然而,将锂和锰等轻质材料保留在炉渣中,需要进一步的分离步骤以隔离金属金属。直接回收阴极活动材料可能是生产新电池的有前途的方法,而无需将黑色质量减少到其元素组成。但是,直接回收仅适用于具有固定/标准化学物质的电池,例如磷酸锂(LFP)。最终产品的质量在很大程度上取决于预处理过程,因为必须确保对过程的阴极有效材料的所需纯度。水透明是另一种分离技术。在这种情况下,元素的分离是在水性介质中进行的。设计水均铝回收方法时,请考虑不同的化学特性,例如酸碱/氧化还原特性,金属与选择性配位配体的亲和力等。这项技术可以提高恢复效率和选择性的高度。此外,每个分离步骤可能会产生需要进一步治疗的废物流。但是,它通常依赖于使用不同化学试剂的使用,有时在一个以上的周期中重复使用它们是一个挑战。在本报告中,详细分析了来自四家不同公司的五个专利的水透明过程。这五个过程是由Li-Cycle,Northvolt,Duesenfeld和Brunp开发的。选择了前三个过程,因为这些过程将在欧洲实施,而BRUNP也被选为中国回收市场。