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第 28卷第 6期惠州学院学报(自然科学版) Vol 28 No 6
2008年 12月 JOURNAL OF HU IZHOU UN IVERSITY Dec 2008
一种回收处理废旧手机锂电池的工艺探索
刘惠茹, 刘威
(惠州学院化学工程系, 广东惠州 516007)
摘要:采用有机溶剂法使锂电池正极材料的钴锂膜与铝箔溶解分离,直接回收单质铝箔,实验确定 40 ℃,钴
酸锂与溶剂 NMP的配比为 1 30 g∶l0 mL时溶解分离完全;在盐酸浓度为 6 5 mo1· L - 1 ,反应温度 70℃,反应时间
50m in的最优化浸出条件下,钴锂膜钴金属的浸出率可达 90%以上;通过过程络合法从钴锂膜浸出液中回收钴β-
- 1
Co (OH) 2 ,最佳条件是温度 35 ℃, NaOH浓度 4 mol· L ,氨水的浓度是 1∶2。该工艺简化废旧锂电池正极材料的
回收处理流程,有效地回收了钴与铝。
关键词:锂离子电池;钴锂膜;正极材料;有机溶剂
中图分类号: X705 文献标识码: A 文章编号: 1671 - 5934 (2008) 06 - 0019 - 07
1 引言
锂离子电池是目前世界上技术性能最好的可充电化学电池,具有工作电压高、比能量大、循环寿命长、自放电
小、无记忆效应、无污染等优点,广泛用于移动通讯、笔记本电脑、便携式工具、电动自行车等领域。2006年世界锂
离子电池总产量超过 25亿只,目前全球的锂二次电池市场主要集中于移动通信和笔记本电脑,国内移动用户已
超过 2亿户,位居全球第一,锂电池消耗量巨大,对不可再生的金属资源的消耗是相当大的,因此,回收锂离子电
池中经济价值高,含量较大的金属,实现节能减排、可持续发展,具有重要意义。
锂离子电池中需要重点回收的钴和铝主要集中在正极材料钴锂膜上,钴锂膜的主要成分是 LiCoO2 活性物
质、导电乙炔黑、铝箔集流体和 PVDF (聚偏氟乙烯)粘接剂。正极材料钴锂膜上的各元素成分[ 1 ]如表 1所示。
表 1 电池正极材料成分( % )
元素 Co N i A l L i Cu Fe Zn Ca Mg Mn A s
含量 40 19 0 06 10 7 5 11 0 012 0 063 0 025 0 00083 0 012 0 0086 0 078
常用的钴锂膜处理方法有硫酸溶解法、碱煮一酸溶法、还原焙烧一浸出法[ 2 ] 、浮选法[ 3 ]等。处理钴锂膜是要
实现钴、铝和乙炔黑三者的分离,现有处理方法中对钴、乙炔黑的分离较为成功,而对钴、铝分离效果不够理想,且
分离过程复杂、条件较难控制、成本高[ 4 ] 。本文选择一种有机溶剂溶解钴酸锂的粘结剂 PVDF,使钴酸锂从铝箔上
脱落下来,直接回收单质铝箔,不需要进行传统锂电池回收工艺中的钴铝分离,简化整个废旧锂电池回收流程并
增加回收产品;通过实验探索了溶剂/钴锂膜、温度、搅拌、钴锂膜尺寸对铝箔与钴锂膜脱离的影响,研究盐酸浸出
的最佳条件,探索废旧锂电池回收处理的一种新工艺。
2 实验部分
2 1 仪器与药品
收稿日期: 2008 -